FR2931891A1 - Procede d'estimation du debit de recirculation des gaz d'echappement sur un moteur bi plenum avec volet de turbulence. - Google Patents

Procede d'estimation du debit de recirculation des gaz d'echappement sur un moteur bi plenum avec volet de turbulence. Download PDF

Info

Publication number
FR2931891A1
FR2931891A1 FR0853482A FR0853482A FR2931891A1 FR 2931891 A1 FR2931891 A1 FR 2931891A1 FR 0853482 A FR0853482 A FR 0853482A FR 0853482 A FR0853482 A FR 0853482A FR 2931891 A1 FR2931891 A1 FR 2931891A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
exhaust gas
rate
egr
esti
gas recirculation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0853482A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2931891B1 (fr
Inventor
Arnaud Guinois
Laurent Fontvieille
Emmanuel Buis
Philippe Moulin
Ahmad Saab
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Priority to FR0853482A priority Critical patent/FR2931891B1/fr
Publication of FR2931891A1 publication Critical patent/FR2931891A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2931891B1 publication Critical patent/FR2931891B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/08—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets
    • F02B31/082—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets the main passage having a helical shape around the intake valve axis; Engines characterised by provision of driven charging or scavenging pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/0015—Controlling intake air for engines with means for controlling swirl or tumble flow, e.g. by using swirl valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/0022—Controlling intake air for diesel engines by throttle control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0402—Engine intake system parameters the parameter being determined by using a model of the engine intake or its components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406—Intake manifold pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414—Air temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/187—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a hot wire flow sensor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Procédé d'estimation d'un taux d'EGR sur un moteur à combustion interne comprenant : - un filtre à air (11); - un turbocompresseur variable (12) ; - un échangeur (13); - un circuit de suralimentation compris entre une roue compresseur et une turbine du turbocompresseur (12) ; le circuit de suralimentation comprenant un collecteur de recirculation des gaz d'échappement (2), un collecteur à turbulence (3), et un volet d'admission (21); le collecteur de recirculation des gaz d'échappement (2) comprenant un circuit de recirculation des gaz d'échappement (8), un refroidisseur (25) et une vanne de recirculation des gaz d'échappement (22) ; le collecteur à turbulence (3) comprenant en entrée un volet de turbulence (31) ; caractérisé en ce qu'un débit de collecteur à turbulence est estimé à partir d'au moins les quatre paramètres suivants : - une mesure d'une pression aval volet d'admission (P22,mes) ; - une mesure d'une pression aval volet de turbulence (P23,mes) ; - une mesure d'une température amont volet d'admission (T21,mes) ; - une détermination d'une section efficace du volet de turbulence (SC.SWIRL) ; afin d'estimer le taux de recirculation des gaz d'échappement (TEGR).

Description

La présente invention concerne le contrôle moteur. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne de véhicule. L'utilisation d'un tel procédé est particulièrement intéressante pour les moteurs diesel sur lesquels l'utilisation de la recirculation des gaz d'échappement (EGR) s'est généralisée. Un moteur diesel comprend un filtre à air, un turbocompresseur, un circuit de suralimentation et un filtre à particules ; le circuit de suralimentation étant compris entre la roue compresseur et la roue turbine. Le circuit de suralimentation comporte un collecteur entre le filtre à air et une roue compresseur du turbocompresseur, un circuit d'échappement entre une roue turbine du turbocompresseur et le filtre à particules. Il comprend également des cylindres comprenant des chambres à combustion alimentées par le collecteur. La quantité d'oxydes d'azote produite par un moteur diesel est fortement liée à la composition d'un mélange réactif dans des cylindres du moteur en air, au carburant et à la présence de gaz inertes. Ces gaz inertes ne participent pas à la combustion et proviennent d'un circuit dérivant une partie des gaz d'échappement vers le collecteur. Le circuit permet l'EGR qui est assurée en mettant en communication le circuit d'échappement et le collecteur via une section de passage dont la dimension est réglée par une vanne EGR.
Aussi, avec l'apparition des moteurs biplénum, c'est-à-dire à deux collecteurs d'admission (l'un EGR et l'autre à turbulence, ci-après dénommé collecteur SWIRL), apparaît le besoin de contrôler le niveau de turbulence dans la chambre de combustion dans l'objectif de réduire les émissions en polluants du moteur. Une grandeur à maîtriser est appelée SWIRL (ou turbulence ) et définit la quantité de mouvement en rotation des gaz admis perpendiculairement à un axe du cylindre (encore appelé niveau de SWIRL). Le niveau de SWIRL est contrôlé par un actionneur placé dans l'un des deux collecteurs alimentant le cylindre. Cet actionneur 5 permet de faire varier la différence de pression entre les deux collecteurs et ainsi permet le contrôle du niveau de SWIRL dans les cylindres. Un taux d'EGR permet de contrôler la composition du mélange réactif dans les cylindres du moteur. 10 Afin de contrôler ce taux d'EGR (TEGR), il est connu, dans un moteur sans collecteur SWIRL, de réguler un débit d'air frais mesuré par un débitmètre via la vanne EGR et de réguler une pression mesurée dans le circuit de suralimentation via le volet d'admission. On a alors: Qmot où QEGR est un débit d'EGR et Qmot est un débit de gaz moteur. Une solution pour calculer le taux d'EGR est donnée par : 3600 P2 V . N N, P2 ; Qmot - - R T2 2 60 R .T 2 où R est la constante de l'air (R = 287 J.kg-'.K-1) ; une 20 cylindrée du moteur ; N un régime de rotation moteur ; rir un rendement volumétrique du moteur exprimé comme une fonction du régime moteur N et de la densité des gaz admis RP2T ; P2 une 2 pression collecteur admission ; et T2 une température collecteur admission ; 25 et par : QEGR = Qmot ù Qair ; où Qair est le débit d'air frais. 15 ù QEGR . TEGR ù Le taux d'EGR est alors fonction du débit d'air frais et de la pression collecteur pour des états volet d'admission et turbocompresseur donnés. En contrôlant le débit d'air frais via la vanne EGR et la pression collecteur via le volet d'admission, il est 5 alors possible de contrôler indirectement le taux d'EGR (en supposant que la température collecteur est soit contrôlée soit connue). Donc, pour contrôler le taux d'EGR, deux solutions sont possibles : 10 - une régulation du débit d'air frais via la vanne EGR et une régulation de la pression collecteur via le volet d'admission et/ou via le turbocompresseur ; - une régulation du débit EGR via la vanne EGR et une régulation du débit d'air frais via le volet d'admission (et/ou le 15 turbocompresseur). Dans la dernière solution, le débit d'EGR est soit estimé, soit mesuré et la consigne de débit d'EGR peut être calculée à partir des consignes de débit d'air frais et de taux d'EGR. Cependant, quelque soit la solution retenue, elle ne peut 20 s'appliquer à un moteur présentant deux collecteurs et un volet de SWIRL dans le collecteur sans EGR. La relation entre le taux d'EGR et le couple débit d'air frais/pression collecteur est perdue car le débit moteur dépend désormais des deux pressions et des deux températures collecteurs. 25 La Demanderesse a déjà déposé le 27 décembre 2006 sous le numéro 06 11430 une demande de brevet dont l'objet est de proposer une solution. Dans cette solution, des barycentres des cylindrées équivalentes 30 vues par chacun des collecteurs (EGR et SWIRL) permettent d'estimer le débit EGR. Le calcul des barycentres ne tient compte que des pressions et températures des deux collecteurs. La cylindrée vue par le collecteur SWIRL est : P23/ !? . T Vmot Or 21 P23R T + P2 R T 21 '24 où Vc.sw/RL est la cylindrée partielle remplie par le débit de collecteur SWIRL, rendement de remplissage inclus ; Vmot est la cylindrée moteur ; P22 est une pression collecteur EGR ; T24 est une température collecteur EGR ; P23 est une pression collecteur SWIRL ; T21 est une température amont volet d'admission.
La cylindrée vue par le collecteur EGR est : P22 . Vmot ' Or T 2 V C.EGR P22 / P +2s R T24 YR T21 où VC.EGR est la cylindrée partielle remplie par le débit de collecteur EGR, rendement de remplissage inclus. Cependant, ce calcul des barycentres ne permet pas d'avoir une estimation du débit d'EGR suffisamment précise lorsque le volet de SWIRL est fortement fermé. En effet, ce calcul ne tient pas compte de l'inversion du débit dans le collecteur SWIRL liée à la mise en communication des deux collecteurs lors de la phase d'admission dans les cylindres. Le débit d'EGR est donc sous-estimé.
Un objet de l'invention est de proposer un procédé de contrôle d'un moteur doté de deux collecteur (EGR et SWIRL) prenant en compte l'inversion du débit dans le collecteur SWIRL lors de la mise en communication des deux collecteur lors de la phase d'admission dans les cylindres.
Pour cela, l'invention propose un procédé d'estimation d'un taux d'EGR sur un moteur à combustion interne comprenant un filtre à air, un turbocompresseur variable, un échangeur, un circuit de VC.SWIRL suralimentation compris entre une roue compresseur et une turbine du turbocompresseur ; le circuit de suralimentation comprenant un collecteur de recirculation des gaz d'échappement, un collecteur à turbulence, et un volet d'admission ; le collecteur de recirculation des 5 gaz d'échappement comprenant un circuit de recirculation des gaz d'échappement, un refroidisseur et une vanne de recirculation des gaz d'échappement ; le collecteur à turbulence comprenant en entrée un volet de turbulence ; caractérisé en ce qu'un débit de collecteur à turbulence est estimé à partir d'au moins les quatre 10 paramètres suivants : une mesure d'une pression aval volet d'admission, une mesure d'une pression aval volet de turbulence, une mesure d'une température amont volet d'admission, une détermination d'une section efficace du volet de turbulence ; afin d'estimer le taux de recirculation des gaz d'échappement. 15 Un avantage de l'invention est qu'il permet un contrôle plus précis du taux d'EGR dans un moteur doté de deux collecteurs (EGR et SWIRL). D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va 20 suivre, au regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un moteur à deux collecteurs (EGR et SWIRL) selon l'invention ; et - la figure 2 est une représentation schématique d'un moteur à 25 deux collecteurs (EGR et SWIRL) montrant les grandeurs utilisées dans les équations. En référence à la figure 1 est ci-après décrit un moteur diesel 1 selon la présente invention. Le moteur diesel 1 comprend un filtre à air Il, un 30 turbocompresseur variable 12, un échangeur 13, un circuit de suralimentation compris entre une roue compresseur et une turbine du turbocompresseur 12. Le circuit de suralimentation comprend un collecteur EGR 2 et un collecteur SWIRL 3, d'où le nom de biplenum pour le moteur. 5 Un volet d'admission 21 est placé après l'échangeur 13 et avant les collecteurs EGR et SWIRL 2, 3. Le collecteur EGR 2 comprend un circuit EGR 8 après volet d'admission 21. Un refroidisseur 25 est placé sur le circuit EGR 8, ainsi qu'une vanne de recirculation des gaz d'échappement (vanne 10 EGR) 22 en aval du refroidisseur 25. Le collecteur SWIRL 3 comprend en entrée un volet de turbulence (volet de SWIRL) 31. Le collecteur EGR 2 et le collecteur SWIRL 3 se rejoignent après le volet d'admission 21, avant le circuit EGR 8 et le volet de SWIRL 15 31. De l'air frais 91 est filtré par le filtre à air 11 et arrive au turbocompresseur variable 12. II est comprimé par une roue compresseur du turbocompresseur 12 vers les collecteurs EGR et SWIRL 2, 3 en passant à travers un échangeur 13. L'air utilisé est 20 ensuite décomprimé par la roue turbine du turbocompresseur 12 et est évacué par l'échappement 92. Un débitmètre 51 est prévu à la sortie du filtre à air 12 pour mesurer le débit d'air frais Qair,frais• Des capteurs piézo-électriques de pression sont positionnés : 25 - après vole d'admission 21 et avant la jonction entre les collecteurs EGR 2 et SWIRL 3 (62) ; et - dans le collecteur SWIRL 3 après le volet de SWIRL 31 (63) ; afin de mesurer, respectivement, une pression aval volet d'admission (encore appelée pression collecteur EGR) P22 et une pression aval volet de SWIRL (encore appelée pression collecteur SWIRL) P23. Des capteurs de température sont positionnés : - avant le volet d'admission 21 et après l'échangeur 13 (71); et - dans le circuit EGR 8 avant le refroidisseur 25 (72) ;
afin de mesurer, respectivement, une température amont volet 5 d'admission T21 et une température des gaz EGR TEGR.
En référence à la figure 2, est ci-après expliquée la mise en équation utilisée par le mode préféré de réalisation de l'invention.
L'ensemble des lois de contrôle commande (stratégies logicielles) et des paramètres de caractérisation (calibrations) du moteur est
10 contenu dans un UCE qui réalise les calculs détaillés ci-après.
Dans la suite du texte, R est la constante de l'air (R = 287 J.kg 1.K-1) ; les cylindrées et les volumes sont mesurées en m3 ; les régimes de rotation moteur en tr.min-1 ; les pressions en Pa ; les températures en K ; les débits en kg.h-' ; les sections en m2 ; et
15 les chaleurs spécifiques en J.kg '.K-1.
Avant de passer à la mise en équation, il est rappelé les relations suivantes : Qmot = QC.SWIRL + Qair,frais,EGR + QEGR ; Qair,frais = QC.SWIRL + Qair,frai,EGR ;
20 où Qmot est un débit moteur ; QC.sw/RL est un débit de collecteur SWIRL ; QEGR est un débit d'EGR ; et Qair,frais,EGR est un débit d'air frais collecteur EGR.
La mise en équation du problème fait apparaître huit équations : Débit moteur Qmot_
25 Le rendement volumétrique dépend du régime moteur, de la position du volet de SWIRL 31 et de la position de la vanne EGR 22.
Qmot = 3600 • p22 , Vmot . N (N, p23,1 zz, T24 TEGR R T21 2 60 r où Vmot est une cylindrée moteur ; N un régime moteur ; tir est un rendement volumétrique moteur ; et T24 est une température 30 collecteur EGR. 8 2931891 Rendement volumétrique moteur rjr_
/N, P22 1 + f2 / P22 ' T21 r TEGR R T 2 4 P23 ' T24 i avec ri un rendement volumétrique du moteur avec le volet de SWIRL complètement ouvert et sans EGR ; f2 une correction du 5 rendement volumétrique en fonction du rapport de densités des deux collecteurs et de la température EGR. Ce calcul du rendement volumétrique moteur rir permet une estimation du débit EGR plus précise. En effet, ce rendement volumétrique prend en compte la pression collecteur SWIRL P23. 10 Débit de collecteur SWIRL Qc.swIRL_ '!r = 17 _ P22 QC.SWIRL = JR T SC.SWIRL 21 r s y+1 /P23 \V P23 / P22 / \ P22 , Y• avec SC.SWIRL une section équivalente du collecteur SWIRL 3 avec le volet de SWIRL 31 ; et y un rapport de chaleur spécifique pour l'air 15 (y = 1,4).
Débit d'air frais collecteur EGR Qair,frais,EGRi
ù Qair,frais ù 3600 ' P21 Vsura! dt R•T21 où P21 est une pression amont volet d'admission ; Vsura! est un volume du circuit de suralimentation entre la sortie compresseur et 20 une entrée moteur. i Le terme correctif dérivé d P21 Vsura' exprime un temps de dt~ R•T21 i transfert des gaz dans le circuit de suralimentation. Débit d'EGR QEGR_ QEGR = Qmot ù QC.SWIRL ù Qair,frais,EGR.
25 Les équations suivantes servent à estimer des grandeurs non mesurées telle qu'une température collecteur EGR T24. Qair, frais, EGR ù QC.SWIRL Débit enthalpie collecteur EGR Cpair.Qc_EGR.T24_ Cpair• QC.EGR• T24 = Cpair• Qair,frais,EGR• T21 + Cpech• QEGR• TEGR ;
où Cpair est une chaleur spécifique de l'air ; QC.EGR est un débit de collecteur EGR et vaut (Qmof ù QC.SW!RL) ; et Cpech une chaleur 5 spécifique des gaz d'échappement. Les chaleurs spécifiques de l'air Cpair et des gaz d'échappement Cpech sont déterminés comme suit : - Cpair = f(x1,x2,...), avec Cpair = f(T21) un cas particulier privilégié par l'invention ; 10 - Cpech = f(x1,x2,...), avec Cpech = f(T3,R;,ech) un cas particulier privilégié par l'invention, R,,ech = KS • Qcarb avec Qcarb et Qair les
Qair dérivée des débits massiques de carburant et d'air respectivement, et Ks = 14,8 un coefficient stoechiométrique. Si la pression amont volet d'admission P21 n'est pas disponible, 15 c'est-à-dire qu'il n'y a pas de capteur pour la mesurer, les deux équations suivantes sont ajoutées à la résolution du problème. Pression amont volet admission P21_ Qvol.adm ~R . T21 P21 _ _ _ 2 y+1 ip s' ip \ y 22 22 *\ - - \Y ù 1/ \P21 avec y un rapport de chaleur spécifique pour l'air (y = 1,4) ; 20 Qvol.adm un débit volet d'admission ; et SvoLadm une section équivalente du volet d'admission. Après simplification mathématique, on obtient : Qvol.adm . V R . T21 21 ù Svol.adm . , 2 P22 1 ù P22 2 Y \Yû1/ P21 - P21 Svol.adm 2 ou encore : 10 2931891 2 PZ1 22 = P + 2-Qvol.adm .R.T21 .(Y-1) Svol.adm Y Débit volet d'admission Qvol.adm_ Qvol.adm = QC.SWIRL + Qair,frars,EGR• Une méthode de résolution selon l'invention est détaillée ci-après. 5 Cette méthode est réalisée itérativement par cycle. On pose à l'initialisation : T24,estilt=0 = T21,mesl t=1 P21,estrlt_0 = P22,mes t=1 QEGR,estil t=o = O QC.EGR, esti l t =0 Qair, frais, EGR, esti l t = 0 Dans la suite, l'indice mes signifie que la valeur est mesurée par des capteurs ; l'indice esti signifie que la valeur est estimée 10 et estiltùi signifie que la valeur est celle estimée lors du calcul effectué au cycle précédent ; XJt est noté simplement X . Les pressions de collecteur EGR P22,mes et SWIRL P23,mes sont mesurée à l'aide des capteurs piézo-électriques. Une variation de 15 pression est traduite en tension qui est mesurable par un calculateur d'injection. Une fois la tension numérisée, elle est traduite en hectopascal (hPa) grâce à une table de correspondance. Les températures des gaz EGR TEGR,mes et amont volet d'admission T21,mes sont mesurées à l'aide des capteurs de 20 température. Le débit d'air frais Qair,frais,mes est mesuré par un capteur à fil chaud placé en sortie du filtre à air. Le principe de mesure est d'asservir une température d'un élément chauffant placé dans le flux d'air. Un courant de chauffage est donc l'image du débit d'air frais traversant 25 le débitmètre. Une variation de courant est traduite en tension qui est mesurable par le calculateur d'injection. Une fois la tension numérisée, elle est traduite en kilogramme par seconde (kg.s-') grâce à une table de correspondance. A partir de ces valeurs mesurées et des valeurs estimées au cycle précédent, le rendement volumétrique du moteur !Îr,esti et le débit de 5 collecteur SWIRL Qc.sw/RL,esti sont estimés : ( \ N P22, mes 'RT24,est/ t_1) P22,mes ' T21,mes P23,mes ' T24,estil t_1 rÎ r, esti = Il + f2 TEGR,mes _ P22, mes QC.SWIRL,esti = ~R T21, mes 2 .SC .SWIRL Y V Yû1J/P \/ P \y+/- 23, mes 23, mes P22,mes / \ P22, mes ~ La section efficace du volet de SWIRL SC.SWIRL est une fonction 10 non linéaire de la position du volet de SWIRL. Elle est identifiée en laboratoire ; pour chaque position du volet, et sous une pression différentielle constante et avec une température constante à ses bornes, on mesure le débit d'air frais Qair,frais. Puis en utilisant la formule de Barré Saint Venant, la section efficace équivalente du 15 volet pour chaque position est déterminée. La mise en correspondance est réalisée de préférence grâce à une cartographie suivant la formule : / 2 2 y+1 ù XY ùX \Yû11 - Y. Le débit d'air frais collecteur EGR est estimé à partir du débit de 20 collecteur SWIRL estimé QC.SWIRL,esti• Qair, frais, EGR, esti = Qair, frais, mes ù 3 600 Cpt ù QC.SWIRL, asti U P21, asti t _1 Vsural \ R T21, mes Le débit moteur Qmot,esti est estimé à partir du rendement volumétrique du moteur gr,esti. 12 2931891 Qmot,esti = 3600 • P22'mes Vmot , N nr,esti R•T21,mes 2 60 Le débit EGR QEGR,esti et la température collecteur EGR T24,esti peuvent être alors successivement estimés : QEGR,esti = Qmot,esti ù QC.SWIRL,esti ù Qair,frais,EGR,esti ; et CPair ( `fair, frais, EGR, esti ' T21, mes + CPech ' QEGR, esti ' TEGR, mes CPair ' (Qmot,esti ù QC.SWIRL,esti) Avec le débit de volet d'admission Qvoi.adm,esti valant QC.SWIRL,esti + Qair,frais,EGR,esti, on estime la pression amont volet d'admission P21,esti. 2 2 ~Y û ' Qvol.adm,esti ' R Tzi,mes 1 P21,esti ù F)22, mes + Svol.adm, mes Y La section efficace du volet d'admission Svol.adm,mes est une fonction non linéaire de la position du volet. Cette caractéristique est identifiée en laboratoire dans lequel pour chaque position du volet d'admission, et sous une pression différentielle constante et 15 température constante à ces bornes, on mesure le débit d'air. Puis en utilisant la formule de Barré de Saint-Venant, la section efficace du volet d'admission est déterminée pour chaque position. En variante, si le moteur 1 est équipé d'un capteur de pression pour mesurer la pression amont volet d'admission P21, on remplace 20 P21,esti par P21,mes dans les équations ci-dessus. Et P21,esti l t=o = P22,meslt=lest supprimé des conditions d'initialisation. Le dernier calcul de la pression amont volet d'admission n'a donc plus lieu d'être. Le taux d'EGR est le rapport entre le débit d'EGR estimé QEGR,esti 25 et le débit moteur Qmot. Le débit moteur est la somme du débit d'air frais et du débit d'EGR. 5 10 T24, esti 13 2931891 QEGR,esti TEGR - Qair,frais,mes + QEGR,esti Le taux d'EGR est donc contrôlable, indépendamment de la position du volet de SWIRL en jouant sur le débit d'air frais Qair,frais,esti via le volet d'admission 21 (et/ou le turbocompresseur 12) et le débit 5 d'EGR estimé QEGR,esti via la vanne EGR 22. Une unité de contrôle électronique (UCE) a, à cet effet, un module de régulation de débit d'air, un module d'estimation du débit d'EGR QEGR,esti et un module de régulation de débit d'EGR. Les différents capteurs envoient des signaux à I'UCE afin d'estimer le débit d'EGR 10 QEGR,esti.
Le module de régulation de débit d'air prend en entrée une consigne de débit d'air Qair,frais,cons et la mesure du débit d'air frais Qair,frais,mes afin de déterminer une position adéquate du volet d'admission 21. 15 Le module d'estimation du débit d'EGR estime le débit d'EGR QEGR,esti de la manière décrite ci-dessus.
Le module de régulation de débit d'EGR prend en entrée l'estimation du débit d'EGR et une consigne de débit d'EGR afin de déterminer une position adéquate de la vanne EGR 22.
20 Un avantage du procédé proposé par l'invention est que le nombre d'étapes de calcul est diminué sans nuire à l'estimation du taux d'EGR. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, mais s'étend à tout mode de réalisation conforme à 25 son esprit.

Claims (3)

  1. Revendications1. Procédé d'estimation d'un taux d'EGR sur un moteur à combustion interne comprenant : - un filtre à air (11) ; - un turbocompresseur variable (12) ; - un échangeur (13) ; - un circuit de suralimentation compris entre une roue compresseur et une turbine du turbocompresseur (12) ; le circuit de suralimentation comprenant un collecteur de recirculation des gaz d'échappement (2), un collecteur à turbulence (3), et un volet d'admission (21) ; le collecteur de recirculation des gaz d'échappement (2) comprenant un circuit de recirculation des gaz d'échappement (8), un refroidisseur (25) et une vanne de recirculation des gaz d'échappement (22) ; le collecteur à turbulence (3) comprenant en entrée un volet de turbulence (31) ; caractérisé en ce qu'un débit de collecteur à turbulence est estimé à partir d'au moins les quatre paramètres suivants : - une mesure d'une pression aval volet d'admission (P22,mes) ; - une mesure d'une pression aval volet de turbulence (P23,mes) ; - une mesure d'une température amont volet d'admission (T21,mes) ; - une détermination d'une section efficace du volet de turbulence (SC.SWIRL) ; afin d'estimer le taux de recirculation des gaz d'échappement (TEGR)
  2. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un débit d'air frais collecteur de recirculation des gaz d'échappement (Qair,frais,EGR,esti) est estimé au moins à partir de l'estimation du débit de collecteur à turbulence (Qc.swRIL,esti).
  3. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un rendement volumétrique du moteur (rjr,esti) est estimé à partir d'au moins les cinq paramètres suivants : - la mesure d'une pression aval volet d'admission (P22,mes) ; - la mesure d'une pression aval volet de turbulence (P23,mes) - la mesure d'une température amont volet d'admission (T21,mes) ; - une mesure d'une température des gaz d'échappement recirculés (TEGR,mes) ; et - une estimation d'une température collecteur à turbulence (T24, esti) 7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un débit moteur (Qmot,esti) est estimé au moins à partir du 20 rendement volumétrique du moteur (rgr,esti). 8. Procédé selon la revendication 2 en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce qu'un débit de recirculation des gaz d'échappement (QEGR,esti) est estimé au moins à partir des 25 estimations des débits moteur (Qmot,esti), de collecteur à turbulence ( Qc.sWIRL,esti) et d'air frais collecteur de recirculation des gaz d'échappement (Qair,frais,EGR,esti).6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le taux de recirculation des gaz d'échappement est calculé à partir des estimations des débits d'EGR et d'air frais. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le taux de recirculation des gaz d'échappement est estimé de manière itérative. 8. Dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes pour le contrôle d'un taux de recirculation des gaz d'échappement, comprenant : - un module de régulation du débit d'air frais ; - un module d'estimation du débit de recirculation des gaz d'échappement ; - un module de régulation du débit de recirculation des gaz d'échappement ; caractérisé en ce que le contrôle du taux de recirculation des gaz d'échappement est réalisé au moyen d'un module de régulation du débit d'air frais déterminant une position du volet d'admission (21) et au moyen d'un module de régulation du débit de recirculation des gaz d'échappement déterminant une position de la vanne de recirculation des gaz d'échappement (22). 9. Véhicule à moteur à combustion interne comprenant des moyens mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
FR0853482A 2008-05-28 2008-05-28 Procede d'estimation du debit de recirculation des gaz d'echappement sur un moteur bi plenum avec volet de turbulence. Expired - Fee Related FR2931891B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0853482A FR2931891B1 (fr) 2008-05-28 2008-05-28 Procede d'estimation du debit de recirculation des gaz d'echappement sur un moteur bi plenum avec volet de turbulence.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0853482A FR2931891B1 (fr) 2008-05-28 2008-05-28 Procede d'estimation du debit de recirculation des gaz d'echappement sur un moteur bi plenum avec volet de turbulence.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2931891A1 true FR2931891A1 (fr) 2009-12-04
FR2931891B1 FR2931891B1 (fr) 2010-08-20

Family

ID=40260504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0853482A Expired - Fee Related FR2931891B1 (fr) 2008-05-28 2008-05-28 Procede d'estimation du debit de recirculation des gaz d'echappement sur un moteur bi plenum avec volet de turbulence.

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2931891B1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3828742A1 (de) * 1987-08-25 1989-03-09 Toyota Motor Co Ltd Brennkraftmaschine mit mehreren einlassventilen und abgasrueckfuehrung
US6035639A (en) * 1999-01-26 2000-03-14 Ford Global Technologies, Inc. Method of estimating mass airflow in turbocharged engines having exhaust gas recirculation
DE10242234A1 (de) * 2002-09-12 2004-03-25 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Bestimmung einer Abgasrückführmenge für einen Verbrennungsmotor mit Abgasrückführung
EP1617056A2 (fr) * 2004-07-14 2006-01-18 HONDA MOTOR CO., Ltd. Système de commande de moteur à combustion

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3828742A1 (de) * 1987-08-25 1989-03-09 Toyota Motor Co Ltd Brennkraftmaschine mit mehreren einlassventilen und abgasrueckfuehrung
US6035639A (en) * 1999-01-26 2000-03-14 Ford Global Technologies, Inc. Method of estimating mass airflow in turbocharged engines having exhaust gas recirculation
DE10242234A1 (de) * 2002-09-12 2004-03-25 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Bestimmung einer Abgasrückführmenge für einen Verbrennungsmotor mit Abgasrückführung
EP1617056A2 (fr) * 2004-07-14 2006-01-18 HONDA MOTOR CO., Ltd. Système de commande de moteur à combustion

Also Published As

Publication number Publication date
FR2931891B1 (fr) 2010-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1831532B1 (fr) Commande robuste de recyclage des gaz d'echappement destinee a contrer les fluctuations de contre-pression due a la presence de suie dans un filtre a particules pour moteur diesel
EP1729001B1 (fr) Méthode d'estimation par un filtre non-linéaire adaptatif de la richesse dans un cylindre d'un moteur à combustion
EP1729000B1 (fr) Méthode d'estimation par un filtre de Kalman étendu de la richesse dans un cylindre d'un moteur à combustion
FR2910929A1 (fr) Procede et systeme d'estimation et de regulation du debit d'air frais alimentant un moteur a combustion interne suralimente par un turbocompresseur.
EP2361349B1 (fr) Procede d'estimation dynamique du debit d'air frais alimentant un moteur avec circuits egr haute et basse pression
WO2010092245A1 (fr) Moteur a combustion interne du type diesel suralimente et procédé de commande du débit d'air dans un tel moteur
WO2010112719A1 (fr) Systeme et procede de commande pour l'estimation du debit de gaz d'echappement recycles dans un moteur a combustion interne
FR2915239A1 (fr) Procede d'estimation et systeme de controle du taux d'egr sur un moteur equipe de deux collecteurs d'admission, d'un volet de swirl en amont du collecteur sans egr et d'un volet d'admission en amont du collecteur avec egr.
EP1630387A1 (fr) Procédé de commande d'un débit de gaz d'échappement recirculés dans un moteur de véhicule
EP2539567B1 (fr) Estimation de la pression d'echappement d'un vehicule
FR2947007A1 (fr) Procede et systeme de commande d'un moteur avec estimation dynamique du debit d'air frais d'alimentation.
FR2903147A1 (fr) Procede de regulation de la pression de suralimentation dans un moteur de vehicule
FR2931892A1 (fr) Procede d'estimation du debit de recirculation des gaz d'echappement sur un moteur bi-plenum avec volet de turbulence
FR2931891A1 (fr) Procede d'estimation du debit de recirculation des gaz d'echappement sur un moteur bi plenum avec volet de turbulence.
WO2006045972A2 (fr) Procédé d'estimation du couple de pompage moteur
FR2927368A1 (fr) Procede et dispositif d'estimation du debit d'air frais admis dans un moteur a combustion interne de vehicule automobile
EP1662121A1 (fr) Procédé de régulation d'un système d'admission d'un moteur à combustion interne et véhicule automobile pour la mise en oeuvre du procédé
EP3004608B1 (fr) Procédé d'estimation des émissions polluantes d'un moteur à combustion interne et procédé associé de pilotage du moteur
FR2833998A1 (fr) Procede et dispositif pour determiner le flux massique de recyclage des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
FR2923538A3 (fr) Systeme et procede d'estimation de la pression en amont d'une turbine de turbocompresseur et moteur thermique associ associe
WO2014095052A1 (fr) Procédé de détermination du débit d'air recycle et de la quantité d'oxygène disponible a l'entrée d'un cylindre d'un moteur a combustion interne
FR2905408A1 (fr) Procede de commande pour moteur suralimente
WO2013030471A1 (fr) Système et procédé de commande d'un moteur a combustion interne d'un véhicule automobile avec des circuits de recirculation de gaz d'échappement haute et basse pression en fonctionnement transitoire
WO2012085443A1 (fr) Systeme et procede de commande d'un moteur a combustion interne pour vehicule automobile en fonctionnement transitoire
EP2256322A1 (fr) Influence de la régulation des NOx sur le contrôle du bruit moteur dans un moteur à combustion interne

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 11

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 12

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 13

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 14

ST Notification of lapse

Effective date: 20230105