FR2930596A1

FR2930596A1 - Exhaust gas recirculation controlling method for e.g. Diesel engine, of vehicle, involves compensating decrease of quantity of recirculated exhaust gas by introducing exhaust gas into engine's intake to obtain required total quantity of gas

Info

Publication number: FR2930596A1
Application number: FR0802353A
Authority: FR
Inventors: Alexandre Pagot; Patricia Anselmi
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2009-10-30
Anticipated expiration: 2028-04-25
Also published as: FR2930596B1

Abstract

The method involves introducing a required quantity of recirculated exhaust gas into intake of engine via a high pressure exhaust gas recirculation circuit (14), until a determined power threshold of engine. The quantity of the gas admitted to the intake of the engine is decreased for the power of motor above the threshold. The decrease of the quantity of the exhaust gas is compensated by introducing recirculated exhaust gas into the intake of engine via a low pressure exhaust gas recirculation circuit (18) to obtain a required total quantity of the gas at the intake of engine.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de contrôle de la recirculation des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne, notamment de type à autoallumage, en particulier pour un moteur Diesel. The present invention relates to a method for controlling the recirculation of exhaust gases for an internal combustion engine, especially of the self-ignition type, in particular for a diesel engine.

La recirculation des gaz d'échappement à l'admission de ce type de moteur, plus généralement connue sous le vocable de EGR (Exhaust Gas Recirculation), est largement utilisée pour réduire les émissions de polluants, comme les oxydes d'azotes (NOx), qui sont émis lors de la combustion du mélange carburé de ce moteur. Recirculation of the exhaust gases at the intake of this type of engine, more generally known as EGR (Exhaust Gas Recirculation), is widely used to reduce pollutant emissions, such as nitrogen oxides (NOx). , which are emitted during the combustion of the fuel mixture of this engine.

Comme cela est mieux décrit dans la demande de brevet japonais JP-A-7-233761, il existe deux types de recirculation des gaz d'échappement pour un moteur suralimenté, une recirculation à haute pression, dite EGR HP, et une recirculation à basse pression, dénommée EGR BP. As is better described in Japanese Patent Application JP-A-7-233761, there are two types of exhaust gas recirculation for a supercharged engine, a high pressure recirculation, called HP EGR, and a low recirculation pressure, called EGR BP.

Dans ce document, le moteur comprend au moins un cylindre à l'intérieur duquel se produit la combustion d'un mélange carburé, un collecteur d'admission, un collecteur de gaz d'échappement raccordé à une ligne d'échappement, et un dispositif de suralimentation de l'air d'admission, généralement un turbocompresseur. Ce turbocompresseur comprend un compresseur comportant une admission en air extérieur et une sortie alimentant le collecteur d'admission en air suralimenté. Le turbocompresseur comprend également une turbine d'entraînement du compresseur qui est parcourue, entre une entrée et une sortie de gaz, par les gaz d'échappement provenant du collecteur d'échappement de façon à être entraînée en rotation. In this document, the engine comprises at least one cylinder inside which the combustion of a fuel mixture, an intake manifold, an exhaust gas manifold connected to an exhaust line, and a device charging air intake, usually a turbocharger. This turbocharger comprises a compressor comprising an intake of outside air and an outlet supplying the intake manifold with supercharged air. The turbocharger also includes a compressor drive turbine which is traversed between an inlet and a gas outlet by the exhaust gases from the exhaust manifold so as to be rotated.

La recirculation à haute pression (EGR HP) consiste, par un circuit EGR HP, à prélever des gaz d'échappement en amont de la turbine, généralement à la sortie du collecteur d'échappement, pour les introduire en aval du compresseur et plus précisément pour les injecter dans le collecteur d'admission. Les gaz d'échappement sont ainsi mélangés avec l'air suralimenté introduit dans le collecteur d'admission. Ce mélange est ensuite admis dans les cylindres où se produit la combustion de ce mélange avec un carburant injecté dans cette chambre. La recirculation à basse pression (EGR BP) consiste, grâce à un circuit EGR BP, à prélever les gaz d'échappement à la sortie de la turbine du turbocompresseur pour les diriger à l'admission du compresseur. De ce fait, le mélange de gaz d'échappement et d'air d'admission est comprimé par le compresseur pour être ensuite dirigé vers le collecteur d'admission à partir duquel il est introduit dans les cylindres. High pressure recirculation (HP EGR) consists, by an HP EGR circuit, of taking exhaust gases upstream of the turbine, generally at the outlet of the exhaust manifold, to introduce them downstream of the compressor and more precisely to inject them into the intake manifold. The exhaust gases are thus mixed with the supercharged air introduced into the intake manifold. This mixture is then admitted into the cylinders where the combustion of this mixture occurs with a fuel injected into this chamber. Low pressure recirculation (BP EGR) consists of extracting the exhaust gas from the turbocharger turbine at the inlet of the compressor using an EGR BP circuit. As a result, the mixture of exhaust gas and intake air is compressed by the compressor to then be directed to the intake manifold from which it is introduced into the cylinders.

Comme cela est largement connu, l'EGR BP ou l'EGR HP sont utilisées en fonction des conditions opératoires du moteur. En effet, la quantité de gaz d'échappement recirculés introduite dans le collecteur d'admission est réalisée tout d'abord par le circuit EGR HP. Cependant, lorsque cette quantité est maximale, il se produit une situation dans laquelle l'énergie fournie à la turbine du turbocompresseur pour entraîner le compresseur est insuffisante pour réaliser le niveau de suralimentation demandée de l'air d'admission et par conséquent pour obtenir le niveau de puissance demandée au moteur. Dans ce cas, il est prévu d'arrêter l'introduction de gaz d'échappement recirculés dans le collecteur d'admission par le circuit EGR HP de façon à pouvoir obtenir une quantité suffisante de gaz d'échappement à gérer à l'entrée de la turbine pour l'entraîner à une vitesse telle que le compresseur peut générer un air suralimenté répondant à la demande de puissance. Le circuit EGR BP est alors opérationnel pour compenser le manque de gaz recirculés dans le cylindre du moteur. Grâce à cela, des gaz d'échappement recirculés sont introduits dans les cylindres dans des quantités requises pour permettre ainsi de limiter les émissions de polluants. As is widely known, the BP EGR or the HP EGR are used depending on the operating conditions of the engine. Indeed, the amount of recirculated exhaust gas introduced into the intake manifold is made first by the HP EGR circuit. However, when this amount is maximum, a situation occurs in which the energy supplied to the turbine of the turbocharger to drive the compressor is insufficient to achieve the requested supercharging level of the intake air and therefore to obtain the power level requested from the motor. In this case, it is planned to stop the introduction of recirculated exhaust gas into the intake manifold by the HP EGR circuit so as to obtain a sufficient quantity of exhaust gas to be managed at the inlet of the engine. the turbine to drive it at such a speed that the compressor can generate a supercharged air meeting the power demand. The EGR BP circuit is then operational to compensate for the lack of recirculated gas in the engine cylinder. As a result, recirculated exhaust gases are introduced into the cylinders in quantities required to thereby limit pollutant emissions.

Cependant ce changement de circuit EGR génère des perturbations de fonctionnement du moteur lors du passage du circuit EGR HP au circuit EGR BP, perturbations qui sont nuisibles au confort de conduite du véhicule comportant un tel moteur. However, this change of EGR circuit generates engine operating disturbances during the passage of HP EGR circuit BP EGR circuit, disturbances that are detrimental to the driving comfort of the vehicle comprising such a motor.

De plus, la multiplicité des organes de commande liés aux circuits EGR HP et BP (Vanne EGR HP, vanne EGR BP, Vanne de décharge) nécessite un processus de contrôle lourd et complexe. In addition, the multiplicity of control elements related to the EGR HP and BP circuits (HP EGR valve, BP EGR valve, discharge valve) requires a heavy and complex control process.

La présente invention se propose de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus grâce à une utilisation adéquate des gaz d'échappement provenant du circuit EGR HP et du circuit EGR BP tout en étant à l'optimum de consommation. En outre, la présente invention permet de simplifier le contrôle et la gestion des différents circuits EGR. The present invention proposes to overcome the drawbacks mentioned above through an appropriate use of the exhaust gas from the HP EGR circuit and BP EGR circuit while being at the optimum consumption. In addition, the present invention makes it possible to simplify the control and the management of the various EGR circuits.

A cet effet, la présente invention concerne un procédé de contrôle de la recirculation des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne, notamment de type à autoallumage, avec un turbocompresseur comprenant une turbine, traversée par au moins une partie de gaz d'échappement du moteur, et un compresseur, un circuit haute pression de recirculation de gaz d'échappement reliant l'échappement de ce moteur à son admission, et un circuit basse pression de recirculation de gaz d'échappement reliant la sortie de la turbine à l'entrée du compresseur, caractérisé en ce qu'il consiste : - jusqu'à un seuil déterminé de puissance du moteur, à introduire la quantité requise de gaz d'échappement recirculés à l'admission du moteur par le circuit haute pression de gaz d'échappement recirculés, - pour des puissances du moteur au-delà dudit seuil, à diminuer la quantité de gaz d'échappement recirculés admise à l'admission par le circuit haute pression de gaz d'échappement recirculés et à compenser cette diminution par l'introduction de gaz d'échappement recirculés à l'admission du moteur par le circuit basse pression de gaz d'échappement recirculés de façon à obtenir la quantité totale requise de gaz d'échappement recirculés à l'admission du moteur. For this purpose, the present invention relates to a method for controlling the recirculation of exhaust gases for an internal combustion engine, in particular of auto-ignition type, with a turbocharger comprising a turbine, traversed by at least a portion of gas of engine exhaust, and a compressor, a high pressure exhaust gas recirculation circuit connecting the exhaust of this engine to its intake, and a low pressure exhaust gas recirculation circuit connecting the outlet of the turbine to the compressor inlet, characterized in that it consists: - up to a predetermined engine power threshold, to introduce the required amount of recirculated exhaust gas at the engine inlet by the high pressure gas circuit. recirculated exhaust, for engine powers above said threshold, to reduce the quantity of recirculated exhaust gas admitted to the inlet by the high pressure gas circuit; recirculated and to compensate for this reduction by the introduction of recirculated exhaust gas at the intake of the engine by the recirculated low pressure exhaust gas circuit so as to obtain the total required quantity of recirculated exhaust gas at the inlet. engine intake.

Le procédé peut consister, pour des puissances de moteur au-delà dudit seuil, à réaliser la compensation en complétant la quantité de gaz d'échappement recirculés du circuit haute pression par une quantité de gaz d'échappement recirculés du circuit basse pression introduite à ladite admission jusqu'à une valeur correspondant sensiblement à 100% de la valeur de la quantité des gaz d'échappement recirculés. Le procédé peut consister, conjointement à la diminution de la quantité de gaz d'échappement du circuit haute pression, à contrôler la quantité de gaz d'échappement traversant la turbine par un circuit de décharge. The method may consist, for engine powers above said threshold, in performing the compensation by completing the amount of recirculated exhaust gas of the high pressure circuit by a quantity of recirculated exhaust gas from the low pressure circuit introduced to said admission to a value corresponding substantially to 100% of the value of the quantity of the recirculated exhaust gas. The method may consist, together with the reduction of the amount of exhaust gas of the high pressure circuit, to control the amount of exhaust gas passing through the turbine by a discharge circuit.

10 Le procédé peut consister à introduire les gaz d'échappement recirculés du circuit basse pression à l'admission du compresseur. The method may include introducing the recirculated exhaust gas from the low pressure circuit to the compressor inlet.

Le procédé peut consister à contrôler la quantité de gaz d'échappement par des vannes. Le procédé peut consister à évaluer le seuil déterminé de puissance du moteur par l'optimum de rendement du turbocompresseur. The method may include controlling the amount of exhaust gas by valves. The method can consist in evaluating the determined threshold of engine power by the turbocharger efficiency optimum.

Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître à la 20 lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et à laquelle est annexée : - la figure 1 qui montre un moteur à combustion interne suralimenté utilisant le procédé selon l'invention et - la figure 2 qui est un graphe illustrant les courbes de la quantité (Q 25 en %) de la valeur de gaz d'échappement recirculés de l'EGR HP et de l'EGR BP en fonction de la puissance (représentée par sa Pression Moyenne Effective - PME) du moteur. The other features and advantages of the invention will appear on reading the description which will follow, given solely by way of illustration and without limitation, and to which is appended: FIG. 1 which shows a supercharged internal combustion engine using the method according to the invention and - Figure 2 which is a graph illustrating the curves of the amount (Q 25 in%) of the recirculated exhaust gas value of the HP EGR and BP EGR as a function of the power (represented by its Effective Mean Pressure - PME) of the engine.

Sur la figure 1, le moteur à combustion interne 10 est associé à une ligne 30 d'échappement 12, dans laquelle circulent les gaz d'échappement (Flèches FI ), un circuit de recirculation des gaz d'échappement haute pression 14 (EGR HP), 15 un circuit de suralimentation 16 de l'air d'admission et un circuit de recirculation des gaz d'échappement basse pression 18 (EGR BP). In FIG. 1, the internal combustion engine 10 is associated with an exhaust line 12, in which the exhaust gases circulate (arrows F1), a high pressure exhaust gas recirculation circuit 14 (HP EGR). ), A supercharging circuit 16 of the intake air and a low pressure exhaust gas recirculation circuit 18 (EGR BP).

Le moteur 10 comprend au moins un cylindre 20 avec au moins un moyen d'admission 22 avec une soupape d'admission 24 et une tubulure d'admission 26 et au moins un moyen d'échappement 28 avec une soupape d'échappement 30 et une tubulure d'échappement 32. The engine 10 comprises at least one cylinder 20 with at least one intake means 22 with an intake valve 24 and an intake manifold 26 and at least one exhaust means 28 with an exhaust valve 30 and a exhaust pipe 32.

Comme connu en soi, les tubulures d'admission sont raccordées à un collecteur d'admission 34 alors que lies tubulures d'échappement 32 aboutissent à un collecteur d'échappement 36. Le collecteur d'échappement 36 est raccordé à la ligne d'échappement 12, qui est constituée généralement d'un conduit d'échappement 38, servant à évacuer dans l'atmosphère les gaz d'échappement du moteur selon les flèches FI avec ou sans post-traitement de ces gaz. As known per se, the intake manifolds are connected to an intake manifold 34 while the exhaust manifolds 32 lead to an exhaust manifold 36. The exhaust manifold 36 is connected to the exhaust line 12, which generally consists of an exhaust duct 38 for discharging into the atmosphere the engine exhaust gases according to the arrows F1 with or without post-treatment of these gases.

Dans l'exemple illustré non limitatif, le moteur à combustion interne est un moteur à autoallumage à injection directe, notamment de type Diesel, et chaque cylindre est pourvu d'un injecteur de carburant 40. In the non-limiting example illustrated, the internal combustion engine is a direct injection auto-ignition engine, particularly of diesel type, and each cylinder is provided with a fuel injector 40.

Le circuit EGR HP 14 comprend une conduite de recirculation haute pression 42 de gaz d'échappement (avec une recirculation des gaz selon la flèche F2) qui prend naissance au conduit d'échappement 38 et qui aboutit à l'entrée du collecteur d'admission 34. Cette conduite de recirculation porte une vanne 44, dite vanne EGR HP, qui permet de régler la quantité de gaz d'échappement réintroduite dans le collecteur 34 à partir du conduit d'échappement. Avantageusement, cette conduite de recirculation peut porter un échangeur-refroidisseur (non référencé) qui est traversé par les gaz d'échappement selon la flèche F2 et qui est parcouru par un fluide de refroidissement, généralement le fluide de refroidissement du moteur. The HP EGR circuit 14 comprises an exhaust gas recirculation line 42 (with gas recirculation according to the arrow F2) which originates at the exhaust duct 38 and which leads to the inlet of the intake manifold 34. This recirculation line carries a valve 44, called HP EGR valve, which adjusts the amount of exhaust gas reintroduced into the manifold 34 from the exhaust duct. Advantageously, this recirculation line may carry an exchanger-cooler (not referenced) which is traversed by the exhaust gas along the arrow F2 and which is traversed by a cooling fluid, generally the engine cooling fluid.

Le circuit de suralimentation 16 comprend un turbocompresseur 46 dont l'entrée et la sortie de l'étage d'entraînement 48 de ce turbocompresseur sont placées sur le conduit d'échappement 38 en aval de l'intersection entre ce conduit et la conduite de recirculation 42, en considérant le sens de circulation des gaz d'échappement selon la flèche FI. Généralement, cet étage d'entraînement comporte une turbine qui est entraînée en rotation sous l'action des gaz d'échappement qui la traversent. Ce turbocompresseur comprend également un étage de compression 50, plus communément désigné sous le terme de compresseur, relié à rotation à la turbine 48. Ce compresseur admet de l'air extérieur (Flèche F3) par une conduite d'alimentation en air 52 et la sortie de ce compresseur est reliée au collecteur d'admission 34 par une conduite de suralimentation 54 avec un sens de circulation de fluide(s) selon la flèche F4. Un circuit de décharge de gaz d'échappement 56 pour le turbocompresseur comporte un conduit de contournement 58 (avec un sens de circulation des gaz d'échappement selon la flèche F5) qui prend naissance sur le conduit d'échappement 38 en amont de la turbine 48 et en aval de l'intersection du conduit 38 et de la conduite de recirculation HP 42. Ce conduit de contournement 58 contourne la turbine 48 pour déboucher sur le conduit d'échappement en aval de cette turbine. Une vanne de décharge 60, plus connue sous la terminologie de "vvaste gate", est placée dans ce conduit de contournement pour contrôler le débit de gaz d'échappement traversant la turbine 48. Avantageusement, cette vanne de décharge est placée à l'intersection entre le conduit de contournement et le conduit d'échappement. The supercharging circuit 16 comprises a turbocharger 46 whose input and the output of the drive stage 48 of this turbocharger are placed on the exhaust duct 38 downstream of the intersection between this duct and the recirculation duct. 42, considering the flow direction of the exhaust gases according to the arrow FI. Generally, this drive stage comprises a turbine which is rotated by the action of the exhaust gases passing therethrough. This turbocharger also comprises a compression stage 50, more commonly referred to as a compressor, rotatably connected to the turbine 48. This compressor admits outside air (arrow F3) via an air supply line 52 and the The output of this compressor is connected to the intake manifold 34 by a supercharging line 54 with a fluid flow direction (s) according to the arrow F4. An exhaust gas discharge circuit 56 for the turbocharger comprises a bypass duct 58 (with a direction of flow of the exhaust gases according to arrow F5) which originates on the exhaust duct 38 upstream of the turbine 48 and downstream of the intersection of the duct 38 and the HP 42 recirculation line. This bypass duct 58 bypasses the turbine 48 to open on the exhaust duct downstream of this turbine. A relief valve 60, better known under the terminology of "high gate", is placed in this bypass duct to control the flow of exhaust gas passing through the turbine 48. Advantageously, this discharge valve is placed at the intersection between the bypass duct and the exhaust duct.

Le circuit EGR BP 18 comprend une conduite de recirculation basse pression 62 de gaz d'échappement (avec une circulation de ces gaz selon la flèche F6) qui débute à partir du conduit d'échappement en aval de la turbine 48 et du débouché du conduit de contournement. Cette conduite de recirculation arrive à l'entrée du compresseur 50 directement ou par raccordement avec la conduite d'alimentation en air 52. De même, une vanne 64, dite vanne EGR BP, est placée dans la conduite de recirculation BP en permettant de régler la quantité de gaz d'échappement dirigée vers le compresseur 50. De manière préférentielle, cette vanne EGR BP est placée à l'intersection entre le conduit d'échappement et la conduite de recirculation BP 62. De manière avantageuse, la conduite de recirculation 62 peut également porter un échangeur-refroidisseur des gaz d'échappement (non référencé). The EGR circuit BP 18 comprises a low pressure recirculation line 62 of the exhaust gas (with a circulation of these gases according to the arrow F6) which starts from the exhaust duct downstream of the turbine 48 and the outlet of the duct bypass. This recirculation line arrives at the inlet of the compressor 50 directly or by connection with the air supply line 52. Likewise, a valve 64, called the EGR valve BP, is placed in the recirculation line BP, allowing it to be regulated. the quantity of exhaust gas directed towards the compressor 50. Preferably, this BP EGR valve is placed at the intersection between the exhaust duct and the LP recirculation duct 62. Advantageously, the recirculation duct 62 can also carry an exchanger-cooler exhaust (not referenced).

Une unité de contrôle du moteur 66, tel qu'un calculateur moteur, est 10 prévue pour contrôler le fonctionnement du moteur. Cette unité contient des cartographies ou des tables de données permettant d'évaluer, en fonction des conditions de fonctionnement du moteur, comme le régime du moteur, sa c;harge, la vitesse du turbocompresseur, les pressions d'admission et d'échappement au niveau des cylindres 20, la 15 puissance que doit générer ce moteur pour répondre à la demande du conducteur du véhicule. Pour cela, ce calculateur reçoit des informations de la part de différents capteurs prévus sur le moteur ainsi que de son environnement via des lignes de données 68. Ce calculateur commande alors, en fonction des conditions de 20 fonctionnement requis, les différents actionneurs du moteur par des lignes de commandes. Plus précisément, ce calculateur-moteur permet de contrôler les vannes 44, 60, 64 par des lignes de commandes respectivement 70, 72, 74 dans des multiplicités de position entre une position de pleine ouverture et une 25 position de pleine fermeture de la conduite (ou du conduit) qui la porte. An engine control unit 66, such as a motor computer, is provided to control the operation of the engine. This unit contains mappings or data tables to evaluate, based on engine operating conditions, such as engine speed, engine load, turbocharger speed, intake and exhaust pressures at the engine. the level of the cylinders 20, the power that must generate this engine to meet the demand of the driver of the vehicle. For this, this computer receives information from different sensors provided on the engine and its environment via data lines 68. This computer then controls, according to the operating conditions required, the various actuators of the engine by command lines. More precisely, this engine-calculator makes it possible to control the valves 44, 60, 64 by control lines 70, 72, 74 respectively in position multiplications between a fully open position and a fully closed position of the pipe ( or duct) that carries it.

Lors du fonctionnement du moteur le calculateur 66 commande, dans une première étape de démarrage du moteur, la vanne EGR BP 64, par la ligne 74, dans sa position de fermeture de la conduite de recirculation 62, la vanne de 30 décharge 60, par la ligne 72, dans sa position de pleine ouverture du conduit de contournement 58 et, par la ligne 70, la vanne EGR HP 44 dans une position allant vers un début d'ouverture de la conduite de recirculation 42 de façon à5 admettre des gaz d'échappement en quantité variable dans le collecteur d'admission à partir du conduit d'échappement. During operation of the engine, the computer 66 controls, in a first engine start step, the BP EGR valve 64, via the line 74, in its closed position of the recirculation line 62, the discharge valve 60, through the line 72, in its fully open position of the bypass duct 58 and, by the line 70, the EGR valve HP 44 in a position going to a beginning of opening of the recirculation duct 42 so as to admit gases from variable quantity exhaust in the intake manifold from the exhaust duct.

Après cette phase de démarrage, lorsque la demande de puissance requise pour le moteur est en augmentation, le calculateur contrôle, simultanément ou l'une après l'autre, d'une part, l'ouverture de la vanne EGR HP 44 jusqu'à sa position extrême de pleine ouverture de la conduite 42 et, d'autre part, la fermeture de la vanne de décharge 60 jusqu'à sa position extrême de pleine fermeture du conduit de contournement 58. Cela permet d'introduire à l'admission du moteur la quantité de gaz d'échappement recirculés qui est requis pour le point de fonctionnement du moteur et de réaliser le taux de compression de l'air d'admission pour ce même point de fonctionnement. Dans les positions extrêmes précitées de ces vannes, les gaz d'échappement qui sont évacués du collecteur d'échappement 36 sont partagés en deux parties sensiblement égales, une première partie qui est dirigée en totalité vers l'entrée de la turbine 48 sans passer par le conduit de contournement et une autre partie qui est introduite dans la conduite de recirculation. After this start-up phase, when the required power demand for the engine is increasing, the computer controls, simultaneously or one after the other, on the one hand, the opening of the HP 44 EGR valve up to its extreme open position of the pipe 42 and, secondly, the closure of the discharge valve 60 to its extreme position of full closure of the bypass duct 58. This allows to introduce the admission of the engine the amount of recirculated exhaust that is required for the operating point of the engine and to achieve the rate of compression of the intake air for that same operating point. In the aforementioned extreme positions of these valves, the exhaust gases which are discharged from the exhaust manifold 36 are divided into two substantially equal parts, a first part which is directed entirely towards the inlet of the turbine 48 without going through the bypass duct and another part which is introduced into the recirculation duct.

Compte tenu de la position de pleine ouverture de la vanne 44, la totalité de cette autre partie de gaz d'échappement circulant dans la conduite 42 est introduite dans le collecteur d'admission 34, ce qui correspond au point de fonctionnement PME1 de la figure 2 avec 100% de la valeur requise pour la quantité de gaz d'échappement recirculés admise à l'admission du moteur. Taking into account the full open position of the valve 44, all of this other part of the exhaust gas flowing in the pipe 42 is introduced into the intake manifold 34, which corresponds to the operating point PME1 of FIG. 2 with 100% of the value required for the amount of recirculated exhaust gas admitted to the engine intake.

Avantageusement, le point de fonctionnement PME1 (ou seuil déterminé de puissance) du moteur est évalué à l'optimum de rendement du turbocompresseur 46. Advantageously, the operating point PME1 (or determined power threshold) of the engine is evaluated at the optimum efficiency of the turbocharger 46.

Dans le cas où un surcroît de puissance est demandé au moteur à partir du point de fonctionnement PME1, la quantité d'air introduite dans le cylindre 20 doit augmenter alors que la proportion de gaz d'échappement à l'admission doit être maintenue, voire augmentée. De ce fait, la turbine 48 doit accroître sa vitesse de rotation de manière à ce que cette augmentation de vitesse soit transmise au compresseur auquel elle est liée de façon à ce que l'air sortant de ce compresseur soit à une pression requise pour obtenir la puissance souhaitée au moteur. In the case where an increase in power is required from the engine operating point PME1, the amount of air introduced into the cylinder 20 must increase while the proportion of exhaust gas intake must be maintained or increased. As a result, the turbine 48 must increase its rotational speed so that this increase in speed is transmitted to the compressor to which it is connected so that the air leaving this compressor is at a pressure required to obtain the desired speed. desired power to the engine.

II est cependant nécessaire que ce moteur garde sa capacité à n'émettre que des faibles quantités de NOx grâce à l'EGR. It is however necessary that this engine keeps its ability to emit only small amounts of NOx through the EGR.

Dans ce cas, il est prévu de diminuer la quantité de gaz d'échappement recirculés provenant du circuit EGR HP en commandant la vanne EGR HP 44 dans une position telle qu'elle limite l'introduction de gaz dans la conduite 42 et de compenser cette diminution par une introduction de gaz d'échappement recirculés provenant du circuit EGR BP dans le collecteur d'admission. In this case, it is intended to reduce the amount of recirculated exhaust gas from the HP EGR circuit by controlling the EGR valve HP 44 in a position such that it limits the introduction of gas into the pipe 42 and to compensate for this. reduction by introduction of recirculated exhaust gas from the EGR BP circuit in the intake manifold.

Pour cela, le calculateur 66 commande le maintien de la vanne 60 en une position de pleine fermeture du conduit de contournement 58 de façon à ce que les gaz d'échappement traversent la turbine sans passer par le conduit de contournement. For this, the computer 66 controls the maintenance of the valve 60 in a fully closed position of the bypass duct 58 so that the exhaust gas passes through the turbine without passing through the bypass duct.

Ce calculateur 66 commande également les vannes EGR HP 44 et EGR BP 64 d'une manière sensiblement proportionnelle l'une par rapport à l'autre. Cette proportionnalité permet de compenser toute diminution de gaz d'échappement recirculés par le circuit EGR HP dans le collecteur d'admission par une introduction de gaz d'échappement recirculés dans ce même collecteur par le circuit EGR BP. This computer 66 also controls the HP 44 and EGR BP 64 EGR valves in a substantially proportional manner with respect to each other. This proportionality makes it possible to compensate for any reduction in exhaust gas recirculated by the HP EGR circuit in the intake manifold by an introduction of recirculated exhaust gas into the same manifold by the LP EGR circuit.

Plus précisément, la vanne EGR HP44 est commandée d'une position de pleine ouverture au point PME1 jusqu'à une position de pleine fermeture de la conduite de recirculation 42 au point PME2, qui correspond à une admission nulle de gaz d'échappement recirculés. Simultanément, la vanne EGR BP 64 est contrôlée pour aller d'une position pleine fermeture de la conduite de recirculation 62 au point de fonctionnement PME1 (correspondant à 0% de gaz d'échappement recirculés en EGR BP) jusqu'à une position de pleine ouverture de cette conduite au point PME'?. Dans cette position, la quantité de gaz d'échappement recirculés introduit à l'admission par le circuit EGR BP correspond à l'intégralité de la consigne de gaz d'échappement recirculés introduits à l'admission. De plus, pour contrôler la vitesse de rotation de la turbine, la vanne de décharge 60 est contrôlée en fermeture par le calculateur 66 et la pression de suralimentation est contrôlée par la quantité de gaz d'échappement recirculés introduite à l'admission. More specifically, the HP44 EGR valve is controlled from a fully open position at the PME1 point to a full closure position of the recirculation line 42 at the PME2 point, which corresponds to a zero admission of recirculated exhaust gas. Simultaneously, the BP EGR valve 64 is controlled to go from a full closing position of the recirculation line 62 to the operating point PME1 (corresponding to 0% of EGR BP recirculated exhaust gas) to a full position. opening of this pipe at SME point ?. In this position, the amount of recirculated exhaust gas introduced to the intake by the EGR BP circuit corresponds to the entire set of recirculated exhaust gas introduced at the intake. In addition, to control the speed of rotation of the turbine, the discharge valve 60 is controlled by the computer 66 closing and the boost pressure is controlled by the amount of recirculated exhaust gas introduced at the inlet.

A titre d'exemple et comme cela est illustré sur la figure 2, le point de fonctionnement PME' requiert une puissance du moteur plus grande que le point PME1 avec une valeur prédéterminée de la quantité de gaz d'échappement recirculés correspondant à 100% et un taux de compression de l'air d'admission plus grand que le point de fonctionnement PME1 du moteur. By way of example and as illustrated in FIG. 2, the operating point PME 'requires a motor power greater than the point PME1 with a predetermined value of the amount of recirculated exhaust gas corresponding to 100% and an intake air compression ratio greater than the operating point PME1 of the engine.

Pour cela, le calculateur commande la vanne de décharge 60 en position de fermeture du conduit 58 de manière à ce que la totalité des gaz d'échappement circulant dans la conduite 38 traversent la turbine 48. Ce calculateur commande également la vanne EGR 44 pour que soit introduit, dans le collecteur d'admission, 75% de la valeur requise de la quantité de gaz d'échappement, le surplus de gaz d'échappement circulant dans la conduite 38 étant utilisé pour augmenter la vitesse de rotation de la turbine 48 et par conséquent le taux de compression de l'air sortant du compresseur 50. Le reste (25%) de la valeur requise de la quantité de gaz d'échappement recirculés est réalisé par la commande du calculateur sur la vanne EGR BP 64 qui permet de contrôler les gaz d'échappement introduits dans la conduite de recirculation EGR BP 62. Ceci permet d'obtenir en final, dans le collecteur d'admission 34, la valeur totale (100%) de la quantité requise de gaz d'échappement correspondant au point de fonctionnement du moteur. For this, the computer controls the discharge valve 60 in the closed position of the duct 58 so that all of the exhaust gas flowing in the duct 38 passes through the turbine 48. This computer also controls the EGR valve 44 so that 75% of the required value of the quantity of exhaust gas is introduced into the intake manifold, the surplus of exhaust gas flowing in the pipe 38 being used to increase the speed of rotation of the turbine 48 and consequently the compression ratio of the air leaving the compressor 50. The remainder (25%) of the required value of the quantity of recirculated exhaust gas is produced by the control of the calculator on the EGR valve BP 64 which makes it possible to control the exhaust gas introduced into the EGR recirculation line BP 62. This makes it possible to obtain finally, in the intake manifold 34, the total value (100%) of the required quantity of exhaust gas correspo ndant at the operating point of the motor.

Avantageusement, les gaz d'échappement du circuit EGR BP sont mélangés avec l'air d'admission de la conduite d'alimentation 52 avant la compression de ce mélange par le compresseur 50. Ce mélange comprimé est ensuite dirigé vers le collecteur d'admission 34 par la conduite de suralimentation 54. Advantageously, the exhaust gases of the LP EGR circuit are mixed with the intake air of the supply pipe 52 before compression of this mixture by the compressor 50. This compressed mixture is then directed towards the intake manifold. 34 by the supercharging line 54.

Bien entendu et cela sans sortir du cadre de l'invention, le calculateur connaît à tous moments la position des différentes vannes (par exemple par des capteurs de type potentiométrique) et contrôlera en conséquence, par exemple, la position de la vanne 64 d'une manière telle que la quantité de gaz d'échappement recirculés circulant dans la conduite 62 corresponde à la quantité de gaz d'échappement qui n'est pas introduite dans le collecteur d'admission par le circuit EGR HP pour obtenir la valeur de 100% de cette quantité. Of course, and without departing from the scope of the invention, the computer knows at all times the position of the different valves (for example by sensors of the potentiometric type) and will consequently control, for example, the position of the valve 64 of in such a way that the amount of recirculated exhaust gas flowing in line 62 corresponds to the amount of exhaust gas that is not introduced into the intake manifold by the HP EGR circuit to obtain the value of 100% of this quantity.

La présente invention n'est pas limitée à l'exemple décrit mais englobe toutes variantes ou équivalents. Notamment, il peut être envisagé d'utiliser un turbocompresseur avec une turbine à géométrie variable dont le point de fonctionnement PME1 est défini par l'optimum de rendement de la turbomachine.15 The present invention is not limited to the example described but encompasses all variants or equivalents. In particular, it may be envisaged to use a turbocharger with a variable geometry turbine whose operating point PME1 is defined by the optimum performance of the turbomachine.

Claims

CLAIMS1) A method for controlling the recirculation of exhaust gas for an internal combustion engine, especially of auto-ignition type, with a turbocharger (46) comprising a turbine (48), through which at least a portion of exhaust gas of the engine, and a compressor (50), a high pressure exhaust gas recirculation circuit (14) connecting the exhaust of this engine to its intake, and a low pressure exhaust gas recirculation circuit (18) connecting the outlet of the turbine to the inlet of the compressor, characterized in that it consists: - up to a determined engine power threshold (PME1), to introduce the required quantity of recirculated exhaust gas to the engine intake by the high pressure gas circuit. recirculated exhaust pipe (14), - for engine power above said threshold, to reduce the amount of recirculated exhaust gas admitted to the intake by the recirculated exhaust gas high pressure circuit (14) and to compensate for this reduction by introducing recirculated exhaust gas at the intake of the engine by the recirculated low pressure exhaust gas circuit (18) so as to obtain the total required amount of recirculated exhaust gas at engine intake.

2) A method for controlling the recirculation of exhaust gas according to claim 1, characterized in that it consists, for engine powers beyond said threshold, to perform the compensation by supplementing the amount of recirculated exhaust gas high pressure circuit (14) by a quantity of recirculated exhaust gas from the low pressure circuit (18) introduced at said intake to a value corresponding substantially to 100% of the value of the amount of the recirculated exhaust gas.

3) A method for controlling the recirculation of exhaust gas according to one of claims 1 to 2, characterized in that it consists, together with the reduction of the amount of exhaust gas of the high pressure circuit (14) controlling the amount of exhaust gas passing through the turbine (48) through a discharge circuit (56).

4) A method for controlling the recirculation of exhaust gas according to one of claims 1 to 3, characterized in that it consists in introducing the recirculated exhaust gas from the low pressure circuit (18) to the inlet of the compressor (50).

5) A method of controlling the recirculation of exhaust gas according to one of the preceding claims, characterized in that it consists in controlling the amount of exhaust gas by valves (44, 60, 64).

6) A method of controlling the recirculation of exhaust gas according to claim 1, characterized in that it consists in evaluating the determined power threshold (PME1) of the engine to the optimum efficiency of the turbocharger (46).