FR2904043A3 - Engine e.g. internal combustion diesel engine with direct or indirect injection, controlling method for vehicle, involves establishing diagnosis of valve based on predetermined criterion, which depends on pressure value in cylinder - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention se rapporte à un procédé de commande d'un moteur pourThe invention relates to a method of controlling an engine for
véhicule, comportant une étape de diagnostic d'une vanne de recirculation d'un gaz d'échappement et à un moteur pour véhicule adapté à une mise en oeuvre de ce procédé. vehicle, comprising a diagnostic step of an exhaust gas recirculation valve and a vehicle engine adapted to an implementation of this method.
L'invention trouve en particulier des applications intéressantes dans les moteurs diesel à combustion interne à injection directe ou indirecte. Pour satisfaire à des normes antipollution de plus en plus sévères, les solutions proposées à ce jour consistent généralement à contrôler aussi précisément que possible le fonctionnement du moteur de sorte que les émissions de particules polluantes soient limitées. On connaît ainsi de nombreuses stratégies de contrôle moteur, typiquement implantées dans un calculateur, qui permettent de contrôler ces émissions via un contrôle précis de l'injection de carburant dans les chambres de combustion du moteur. The invention finds particularly interesting applications in internal combustion diesel engines with direct or indirect injection. In order to meet ever more stringent anti-pollution standards, the solutions proposed to date generally consist of controlling as precisely as possible the operation of the engine so that the emissions of polluting particles are limited. Many engine control strategies are thus known, typically implemented in a computer, which make it possible to control these emissions via precise control of the injection of fuel into the combustion chambers of the engine.
A cet égard, on sait que le contrôle de cette injection est tributaire dans une large mesure de la qualité des actionneurs impliqués dans ce processus. C'est en particulier le cas de la vanne de recirculation de gaz d'échappement, laquelle constitue en effet un actionneur clef dans ce cas d'espèce. In this respect, it is known that the control of this injection depends to a large extent on the quality of the actuators involved in this process. This is particularly the case of the exhaust gas recirculation valve, which is indeed a key actuator in this case.
On rappelle qu'une telle vanne, désignée couramment par vanne EGR (EGR est l'acronyme en langue anglo-saxonne de l'expression Exhaust Gaz Recirculation ), permet de par son agencement dans le moteur de recirculer des gaz provenant d'un collecteur d'échappement vers un collecteur d'admission du moteur. It is recalled that such a valve, commonly known as EGR valve (EGR is the acronym in the English language of Exhaust Gas Recirculation), allows its arrangement in the engine to recirculate gas from a collector exhaust to an engine intake manifold.
2904043 2 On obtient ainsi un avantage connu selon lequel, par une légère dégradation de la combustion, on réduit la production d'oxydes d'azote (connus sous le terme NOx). Par ailleurs un autre avantage connu lié à une telle utilisation de la 5 vanne EGR concerne la réduction du bruit de combustion. En effet, l'introduction des gaz recirculés dans la ou les chambres de combustion, via le collecteur d'admission, a notamment pour effet d'étaler dans le temps la combustion des gaz présents dans la chambre, ce qui diminue la violence des explosions et par suite réduit le bruit précité.A known advantage is thus obtained whereby, by a slight degradation of the combustion, the production of nitrogen oxides (known as NOx) is reduced. Moreover, another known advantage associated with such use of the EGR valve concerns the reduction of the combustion noise. Indeed, the introduction of the recirculated gases into the combustion chamber or chambers, via the intake manifold, has the effect of spreading the combustion of the gases present in the chamber over time, which reduces the violence of the explosions. and therefore reduces the aforementioned noise.
10 On sait toutefois que les vannes EGR posent parfois des problèmes de fonctionnement. En effet, un problème connu lié à ce type de vanne est qu'elle peut parfois se bloquer dans une position ouverte ou fermée. Un tel blocage provient notamment d'une accumulation de suies 15 présentes dans les gaz d'échappement. On connaît des solutions pour détecter ce problème, ou en d'autre terme établir un diagnostic de la vanne. Dans une première solution, ce diagnostic se base sur la détection d'un éventuel court-circuit dans une liaison électrique prévue entre la vanne et un 20 calculateur qui contrôle celle-ci. Dans une deuxième solution, un potentiomètre est monté en parallèle aux accès de la vanne de sorte à fournir un signal représentatif de son degré d'ouverture/fermeture. En comparant un écart entre ce dernier et un signal de commande 25 d'ouverture/fermeture de la vanne déterminé par le calculateur, on 2904043 3 détermine alors si les positions correspondent et, par suite, si la vanne est en position bloquée ou pas. Dans une troisième solution, le diagnostic de la vanne est établi sur la base de la mesure d'une pression régnant dans un collecteur d'échappement 5 du moteur. En particulier, cette pression est comparée dans différentes étapes d'un procédé de diagnostic à différents seuils de sorte qu'à la fin on dispose d'une information sur l'état de blocage ou non de la vanne. Un but de l'invention est de proposer un procédé permettant le 10 diagnostic d'une vanne EGR qui soit efficace tout en ayant un coût de réalisation réduit. A cet effet, on propose selon l'invention un procédé de commande d'un moteur de véhicule comportant une étape de diagnostic d'une vanne de recirculation d'un gaz d'échappement, cette étape étant caractérisée en ce que 15 l'on établit le diagnostic sur la base d'un critère prédéterminé qui dépend d'une valeur de pression régnant dans un cylindre du moteur. Des aspects préférés mais non limitatifs de ce procédé sont les suivants : - la valeur de pression correspond à une mesure ; - le moteur comporte plusieurs cylindres et capteurs de pression 20 correspondants, et en ce que le critère dépend des mesures de pression obtenues de ces différents capteurs ; - le critère dépend d'une moyenne sur les mesures de pression ; - le critère prédéterminé correspond à un bruit de combustion du moteur ; - on détermine le bruit de combustion au moyen d'une équation du type : Nech BdB = Off + G* logo ù T Pcyln 02 AT 2904043 4 où T, Off, G, Nech, Pcyln, AT correspondent respectivement à une période prédéterminée pendant laquelle on met en oeuvre la détermination du bruit B, un biais prédéterminé, un gain prédéterminé, un nombre d'échantillons mesurés pendant la période T, la pression mesurée dans le cylindre de 5 référence n pendant la période T, un pas d'échantillonnage ; - on diagnostique un blocage de la vanne dans une position fermée si le critère est supérieur à un premier seuil (S) et on diagnostique un blocage de la vanne dans une position ouverte si le critère est inférieur à un deuxième seuil (P) ; 10 - le procédé comporte une étape préalable à celle du diagnostic dans laquelle on vérifie que le moteur fonctionne dans des conditions prédéterminées. On propose en outre selon l'invention un moteur de véhicule comportant une vanne de recirculation d'un gaz d'échappement et des moyens de commande aptes à établir un diagnostic de la vanne, caractérisé 15 en ce que les moyens de commande sont agencés pour établir le diagnostic selon un critère prédéterminé qui dépend d'une valeur de pression régnant dans un cylindre du moteur. Un aspect préféré mais non limitatif de ce moteur est le suivant : - le critère prédéterminé est un bruit de combustion.It is known, however, that EGR valves sometimes pose operational problems. Indeed, a known problem related to this type of valve is that it can sometimes hang in an open or closed position. Such blockage comes in particular from an accumulation of soot present in the exhaust gas. Solutions are known to detect this problem, or in other words to establish a diagnosis of the valve. In a first solution, this diagnosis is based on the detection of a possible short circuit in an electrical connection provided between the valve and a computer that controls it. In a second solution, a potentiometer is connected in parallel with the accesses of the valve so as to provide a signal representative of its degree of opening / closing. By comparing a gap between the latter and a valve opening / closing control signal determined by the computer, it then determines whether the positions correspond and, consequently, whether the valve is in the locked position or not. In a third solution, the diagnosis of the valve is established on the basis of the measurement of a pressure in an exhaust manifold 5 of the engine. In particular, this pressure is compared in different steps of a diagnostic process at different thresholds so that in the end we have information on the state of blocking or not the valve. An object of the invention is to provide a method for diagnosing an EGR valve that is effective while having a reduced cost of implementation. For this purpose, there is provided according to the invention a method for controlling a vehicle engine comprising a step of diagnosing a valve for recirculating an exhaust gas, this stage being characterized in that one establishes the diagnosis on the basis of a predetermined criterion which depends on a pressure value prevailing in a cylinder of the engine. Preferred but nonlimiting aspects of this method are the following: the pressure value corresponds to a measurement; the engine comprises several cylinders and corresponding pressure sensors, and in that the criterion depends on the pressure measurements obtained from these different sensors; - the criterion depends on an average of the pressure measurements; the predetermined criterion corresponds to a combustion noise of the engine; the combustion noise is determined by means of an equation of the following type: ## EQU1 ## where T, Off, G, Nech and Pcyln, AT respectively correspond to a predetermined period during which is used to determine the noise B, a predetermined bias, a predetermined gain, a number of samples measured during the period T, the pressure measured in the reference cylinder n during the period T, a sampling step ; - It is diagnosed a blockage of the valve in a closed position if the criterion is greater than a first threshold (S) and it is diagnosed a blockage of the valve in an open position if the criterion is less than a second threshold (P); The method comprises a step prior to that of the diagnosis in which it is verified that the motor is operating under predetermined conditions. In addition, according to the invention, a vehicle engine comprising an exhaust gas recirculation valve and control means capable of establishing a diagnosis of the valve is proposed, characterized in that the control means are arranged to establish the diagnosis according to a predetermined criterion which depends on a pressure value prevailing in a cylinder of the engine. A preferred but non-limiting aspect of this engine is as follows: the predetermined criterion is a combustion noise.
20 Ainsi, un avantage de ce procédé est qu'il se base sur une mesure qui est déjà utilisée dans d'autres étapes du procédé de commande du moteur. On sait en particulier que ce procédé de commande peut utiliser cette mesure de la pression dans le cylindre dans une étape de recalage d'injecteurs.Thus, an advantage of this method is that it is based on a measurement that is already used in other steps of the engine control method. It is known in particular that this control method can use this measurement of the pressure in the cylinder in a step of injector registration.
25 Un tel recalage peut typiquement avoir lieu pendant le roulage du véhicule pour corriger des dispersions liées à un vieillissement.Such a registration may typically take place during the running of the vehicle to correct aging-related dispersions.
2904043 5 Mais ce recalage est aussi typiquement mis en oeuvre sur un banc d'essai lors d'un réglage initial du moteur. On s'affranchit ainsi de dispersions d'un moteur à un autre. Par ailleurs, l'homme du métier reconnaîtra ici qu'il existe beaucoup 5 d'autres étapes dans un procédé de commande de moteur qui font appel à la pression mesurée dans un cylindre. Ainsi, le fait d'établir le diagnostic sur la mesure de pression cylindre utilisée par ailleurs permet avantageusement de limiter l'utilisation supplémentaire de composants dédiés au diagnostic, et donc de réduire les 10 coûts de réalisation par rapport à ceux de l'état de la technique. D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante de l'invention, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre un moteur mettant en oeuvre le procédé de 15 l'invention, et - la figure 2 montre à titre d'exemple non limitatif un organigramme du procédé selon un mode de réalisation préféré de l'invention. En référence à la figure 1, on a représenté un moteur comportant de 20 façon connue en soi un bloc moteur 1. Le bloc moteur 1 comporte classiquement un collecteur d'admission 2 et un collecteur d'échappement 3 communiquant avec au moins une chambre de combustion 4 composant en partie un cylindre. Le bloc 1 comporte en outre une bielle 5 reliée par liaison pivot à un 25 piston 6 d'une part et à un arbre 7 du moteur d'autre part.However, this registration is also typically implemented on a test bench during an initial adjustment of the engine. This dispenses with dispersions from one engine to another. On the other hand, those skilled in the art will recognize that there are many other steps in an engine control process that rely on the pressure measured in a cylinder. Thus, the fact of establishing the diagnosis on the cylinder pressure measurement used elsewhere advantageously makes it possible to limit the additional use of components dedicated to the diagnosis, and thus to reduce the costs of production compared to those of the state of the invention. the technique. Other aspects, objects and advantages of the invention will appear better on reading the following description of the invention, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 illustrates an engine implementing the method of the invention; invention, and - Figure 2 shows by way of non-limiting example a flowchart of the method according to a preferred embodiment of the invention. Referring to FIG. 1, there is shown a motor comprising, in a manner known per se, an engine block 1. The engine block 1 conventionally comprises an intake manifold 2 and an exhaust manifold 3 communicating with at least one combustion chamber. combustion 4 component in part a cylinder. The block 1 further comprises a connecting rod 5 connected by pivot connection to a piston 6 on the one hand and to a shaft 7 of the engine on the other hand.
2904043 6 Le moteur comporte encore un système de recirculation de gaz d'échappement 8 dont une entrée 8a et une sortie 8b communiquent respectivement avec le collecteur d'échappement 3 et le collecteur d'admission 2.The engine further comprises an exhaust gas recirculation system 8 of which an inlet 8a and an outlet 8b respectively communicate with the exhaust manifold 3 and the intake manifold 2.
5 Les gaz recirculés sont ainsi véhiculés depuis le collecteur 3 vers le collecteur 2 par l'intermédiaire de conduites 10 appropriées. De manière classique encore, une vanne EGR 9 est montée dans l'une de ces conduites de sorte à pouvoir contrôler le débit des gaz recirculés par commande d'ouverture ou de fermeture adaptée.The recirculated gases are thus conveyed from the collector 3 to the collector 2 via appropriate conduits 10. In a conventional manner, an EGR valve 9 is mounted in one of these lines so as to be able to control the flow rate of the recirculated gases by suitable opening or closing control.
10 A cet égard, cette commande et plus généralement celles du moteur sont prises en charge par des moyens de commande, tels que notamment un calculateur 11. Ce calculateur 11 reçoit par ailleurs une mesure 12 provenant d'un capteur de pression dans le cylindre.In this regard, this control and more generally those of the motor are supported by control means, such as in particular a computer 11. This computer 11 also receives a measurement 12 from a pressure sensor in the cylinder.
15 On notera ici que, lorsque le moteur comporte n cylindres (n étant un entier), le calculateur peut recevoir jusqu'à n mesures de n capteurs de pression. Selon l'invention chaque pression cylindre mesurée 12 est utilisée dans ce calculateur 11 pour déterminer un critère de diagnostic prédéterminé et 20 par suite un diagnostic de la vanne EGR. La mesure 12 de la pression cylindre constitue ainsi une information fiable qui, utilisée selon différentes manières, permet d'arriver à une décision sur l'état de blocage ou non de la vanne EGR. Plus précisément, cette décision repose sur une comparaison du critère 25 à un ou plusieurs seuils prédéfinis.It will be noted here that, when the engine has n cylinders (n being an integer), the computer can receive up to n measurements of n pressure sensors. According to the invention, each measured cylinder pressure 12 is used in this computer 11 to determine a predetermined diagnostic criterion and, consequently, a diagnosis of the EGR valve. The measurement 12 of the cylinder pressure thus constitutes reliable information which, used in different ways, makes it possible to arrive at a decision on the state of blocking or not of the EGR valve. More specifically, this decision is based on a comparison of criterion 25 with one or more predefined thresholds.
2904043 7 Ainsi, selon un aspect de l'invention, si le critère dépasse un premier seuil S, on considère que le taux de recirculation est moins important que ce qu'il devrait être, et qu'en corollaire la vanne EGR est bloquée en position fermée.Thus, according to one aspect of the invention, if the criterion exceeds a first threshold S, it is considered that the recirculation rate is less important than it should be, and that, as a corollary, the EGR valve is blocked in closed position.
5 Selon un autre aspect de l'invention, si le critère est inférieur à un deuxième seuil prédéfini, on considère que le taux de recirculation est très important et qu'alors la vanne est bloquée en position ouverte. On va maintenant décrire un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention en référence à la figure 2 essentiellement.According to another aspect of the invention, if the criterion is lower than a second predefined threshold, it is considered that the recirculation rate is very important and that the valve is then locked in the open position. We will now describe a preferred embodiment of the method according to the invention with reference to Figure 2 essentially.
10 On notera à titre préliminaire que, dans ce mode préféré de réalisation, la pression 12 mesurée dans les cylindres permet de déterminer un bruit de combustion, lequel sert donc de critère dans le diagnostic. Le bruit de combustion est relié à une mesure 12 de pression en utilisant une formule du type suivant : Nech 15 BdB = Off + G * logo[E Pcylä (12 AT (1) T où T, Off, G, Nech, Pcyl,,, AT correspondent respectivement à une période prédéterminée pendant laquelle on met en oeuvre la détermination du bruit B, un biais prédéterminé, un gain prédéterminé, un nombre d'échantillons mesurés pendant la période T, la pression mesurée dans le cylindre de 20 référence n pendant la période T, un pas d'échantillonnage. Tel qu'illustré maintenant à la figure 2, le procédé comporte une étape 100 où l'on vérifie initialement que le moteur présente des conditions de fonctionnement prédéterminées. Par exemple, on peut vérifier d'après des paramètres de 25 fonctionnement du moteur que celui-ci est dans une phase stabilisée.It will be noted in a preliminary manner that, in this preferred embodiment, the pressure 12 measured in the cylinders makes it possible to determine a combustion noise, which therefore serves as a criterion in the diagnosis. The combustion noise is connected to a pressure measurement 12 using a formula of the following type: Nech 15 BdB = Off + G * logo [E Pcylä (12 AT (1) T where T, Off, G, Nech, Pcyl, , AT respectively correspond to a predetermined period during which the determination of the noise B, a predetermined bias, a predetermined gain, a number of samples measured during the period T, the pressure measured in the reference cylinder, are carried out. during the period T, a sampling step As illustrated now in FIG. 2, the method comprises a step 100 where it is initially verified that the motor has predetermined operating conditions. after engine operating parameters that the engine is in a stabilized phase.
2904043 8 A cet égard, on peut utiliser des paramètres comme le régime, la charge, une accélération et/ou une décélération du moteur. Si les conditions prédéterminées sont satisfaites on passe alors à une étape 110.In this respect, parameters such as speed, load, acceleration and / or deceleration of the motor can be used. If the predetermined conditions are satisfied, then a step 110 is passed.
5 Et dans le cas inverse, on repart au début de l'étape 100 immédiatement ou au bout d'un temps prédéfini. A l'étape 110, on procède à des mesures de pression dans chaque cylindre par l'intermédiaire des capteurs prévus à cet effet. Ces mesures sont enregistrées dans le calculateur 11 durant M cycles 10 (notamment entre 10 et 100 cycles) moteur, chaque mesure constituant un échantillon. On notera que les M cycles correspondent à la période MxTxp susmentionnée, p étant un rapport de période : période de mesure / période du cycle.5 And in the opposite case, it starts again at the beginning of step 100 immediately or after a predefined time. In step 110, pressure measurements are made in each cylinder by means of the sensors provided for this purpose. These measurements are recorded in the computer 11 during M cycles 10 (in particular between 10 and 100 cycles) engine, each measurement constituting a sample. It should be noted that the M cycles correspond to the aforementioned MxTxp period, p being a period report: measurement period / cycle period.
15 Dans une étape 120, le calculateur détermine le bruit de combustion à l'aide de l'équation (1) décrite plus haut. Dans cette équation, seule la mesure de la pression du cylindre d'indice n est utilisée. Mais, l'homme du métier comprendra qu'on peut relier le bruit à un 20 nombre supérieur de mesures de pression. Par exemple, on peut remplacer dans cette équation la pression Pcyln dans le cylindre d'indice n, par la valeur déterminée préalablement d'une pression moyenne dans les cylindres d'indice 1 et n. En tout état de cause, une fois le bruit de combustion déterminé, on 25 compare dans une étape 130 si le bruit est supérieur au seuil S, défini comme étant égal de préférence à environ 80 dB.In a step 120, the computer determines the combustion noise using equation (1) described above. In this equation, only the measurement of the cylinder pressure of index n is used. However, those skilled in the art will appreciate that the noise can be connected to a greater number of pressure measurements. For example, it is possible to replace in this equation the pressure Pcyln in the cylinder of index n by the value previously determined of an average pressure in the cylinders of index 1 and n. In any event, once the combustion noise has been determined, a step 130 is compared if the noise is greater than the threshold S, defined as being preferably equal to about 80 dB.
2904043 9 Si le résultat de cette comparaison est négatif, on met en oeuvre une étape 140 dans laquelle on teste si, cette fois-ci, le bruit de combustion est inférieur au seuil P, défini comme étant de préférence égal à environ 70-75 dB.If the result of this comparison is negative, a step 140 is implemented in which it is tested whether, this time, the noise of combustion is below the threshold P, defined as being preferably equal to about 70-75. dB.
5 Si au contraire le résultat est positif, le diagnostic est que la vanne est dans une position fermée bloquée (étape 150). Pour revenir maintenant à l'étape 140, si le bruit de combustion est effectivement inférieur au seuil P, le diagnostic 150 est que la vanne est dans une position bloquée ouverte.If, on the other hand, the result is positive, the diagnosis is that the valve is in a locked closed position (step 150). To return now to step 140, if the combustion noise is effectively below the threshold P, the diagnosis 150 is that the valve is in an open locked position.
10 Si à l'inverse le bruit est supérieur au seuil P, on passe à une étape 160 dans laquelle on établit en tant que diagnostic que la vanne n'est pas bloquée. Bien entendu la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et représentée sur les dessins.If, on the contrary, the noise is greater than the threshold P, proceed to a step 160 in which it is established as a diagnosis that the valve is not blocked. Naturally, the present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings.
15 A cet égard, l'homme du métier comprendra que l'invention peut consister à ne diagnostiquer qu'un éventuel blocage en position ouverte ou en position fermée. De ce fait, on peut dans une variante de l'invention supprimer l'une des deux étapes 130 et 140 décrites dans le mode de réalisation ci-dessus.In this regard, it will be understood by those skilled in the art that the invention may consist in diagnosing only a possible blocking in the open position or in the closed position. Therefore, it is possible in one variant of the invention to eliminate one of the two steps 130 and 140 described in the embodiment above.
20 Par ailleurs, comme l'aura compris l'homme du métier, le procédé selon l'invention s'applique avantageusement à des moteurs ayant un comme plusieurs cylindres. D'autre part, en variante encore on peut ajouter dans le procédé une ou plusieurs étapes dans lesquelles on compare le bruit à des seuils 25 supplémentaires. On arrive ainsi à augmenter la précision du diagnostic.Furthermore, as will be understood by those skilled in the art, the process according to the invention is advantageously applied to engines having one or more cylinders. On the other hand, as a further variant, one or more steps in which the noise is compared with additional thresholds can be added in the process. It is thus possible to increase the accuracy of the diagnosis.
2904043 10 En particulier, celui-ci ne fournit plus une réponse du type blocage de la vanne en position fermée ou ouverte, mais une réponse plus précise fournissant une position angulaire dans laquelle la vanne est bloquée. De même, on comprendra que l'augmentation du nombre de seuil 5 permet de limiter des zones d'incertitude du procédé dans lesquelles il se peut que le diagnostic soit erroné.In particular, it no longer provides a valve-type response in the closed or open position, but a more accurate response providing an angular position in which the valve is blocked. Likewise, it will be understood that increasing the number of thresholds 5 makes it possible to limit areas of uncertainty in the process in which the diagnosis may be erroneous.
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