FR2942855A1

FR2942855A1 - Gestion de l'alimentation d'un moteur

Info

Publication number: FR2942855A1
Application number: FR0951359A
Authority: FR
Inventors: Jacques Portalier; Nicolas Hoffmann
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2010-09-10
Anticipated expiration: 2029-03-04
Also published as: FR2942855B1

Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de gestion de l'alimentation d'un moteur (10), le moteur (10) comportant : des cylindres (18), un turbocompresseur (28) distribuant de l'air comprimé aux cylindres (18), un refroidisseur (30) d'air suralimenté provenant du turbocompresseur (28), un papillon (32) contrôlant le débit d'air refroidi et introduit dans les cylindres (18), une boucle (24) de recirculation des gaz d'échappement, une vanne (26) de contrôle du débit de gaz d'échappement recirculés introduits dans les cylindres (18), caractérisé en ce que le procédé comporte la détection de la diminution de la charge du moteur (10), l'ouverture de la vanne (26) et la fermeture du papillon (32) lorsque la charge du moteur (10) diminue

Description

GESTION DE L'ALIMENTATION D'UN MOTEUR

[000l] La présente invention concerne un procédé de gestion de l'alimentation d'un moteur. [0002] La combustion de combustible fossile comme le pétrole ou le charbon dans un système de combustion peut entraîner la production en quantité non négligeable de polluants qui peuvent être libérés dans l'atmosphère et dégrader l'environnement. C'est notamment le cas lors de la combustion du carburant par les moteurs montés dans les véhicules automobiles. [0003 Ainsi, afin de répondre aux normes actuelles d'anti-pollution et de réduire la pollution de l'atmosphère occasionnée par les gaz d'échappement, le circuit de ces gaz dans les véhicules est équipé d'éléments de post-traitement tel un pot catalytique, un filtre à particule ou un piège à oxydes d'azote (aussi appelés NON). Un pot catalytique transforme les espèces chimiques nocives émises lors de la combustion du carburant en substances non polluantes grâce à un procédé de catalyse en postcombustion. [0004 Il est connu par exemple du document FR-A-2 878 899 qu'il existe une température d'amorçage pour la réaction de catalyse dans un pot catalytique. Cette température d'amorçage est voisine de 350°C pour un moteur à essence et de 150°C pour un moteur Diesel. Dans un fonctionnement optimal du pot catalytique, la température du pot catalytique est donc au moins supérieure à la température d'amorçage du pot catalytique. [0005] Une fois que le véhicule a démarré, c'est généralement l'énergie des gaz d'échappement circulant dans les éléments de post-traitement qui permet de maintenir la température des éléments de post-traitement au-dessus de leur température d'amorçage respective. Mais, lors d'une baisse de la charge du moteur, les gaz circulant dans les éléments de post-traitement ne sont plus autant chargés en énergie du fait que la quantité de carburant injectée diminue. De ce fait, les gaz ne réchauffent plus aussi bien les éléments de post-traitement dont la température diminue alors. Le fonctionnement de l'élément de post-traitement n'est alors plus optimal. Si la température de l'élément descend en dessous de la température d'amorçage, l'élément de post-traitement ne fonctionne plus. [0006 Il est donc souhaitable de maintenir la température des éléments de post-traitement au-dessus de la température d'amorçage, même lorsque la charge du moteur diminue. [0007] II est connu du brevet JP-A-2004027956 un moteur à combustion interne. [0008] Le brevet EP-A-O 957 254 décrit un appareil de purification des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne comprenant un catalyseur de NOX du type à réduction sélective disposé dans une voie de passage des gaz d'échappement du moteur à combustion interne. Ledit catalyseur réduit ou décompose les NOX en présence d'hydrocarbures dans une atmosphère ambiante avec un excès d'oxygène. L'appareil comporte en outre un absorbant qui absorbe et désorbe un réducteur prévu dans une région en amont du catalyseur de NOX du type à réduction sélective. L'appareil comprend également un moyen de suppression d'abaissement de température du catalyseur destiné à supprimer l'abaissement d'une température du catalyseur de NOX du type à réduction sélective lorsqu'une charge sur le moteur à combustion interne est réduite. Le moyen de suppression d'abaissement de température du catalyseur est un moyen de limitation de débit d'écoulement des gaz d'échappement destiné à supprimer un débit d'écoulement des gaz d'échappement qui entrent dans le catalyseur de NOX du type à réduction sélective. Le moyen de limitation de débit découlement des gaz d'échappement peut être un dispositif EGR destiné à faire recirculer une partie des gaz d'échappement évacués du moteur à combustion interne dans un système d'admission. [00091 Mais les solutions des documents précités concernent des moteurs à faibles niveaux de puissance spécifiques et ne s'appliquent donc pas à des moteurs équipés de refroidisseur d'air suralimenté. polo] Il est également possible d'utiliser un organe de dérivation des gaz comprimés par le turbocompresseur avant leur entrée dans le refroidisseur d'air suralimenté. Ceci est notamment décrit dans le brevet EP-A-1 162 356 un moteur à combustion interne ayant au moins un cylindre, un turbocompresseur, un refroidisseur d'air suralimenté, une unité de contrôle électronique et un frein de libération de compression. Ledit turbocompresseur compresse l'air d'admission pour la fourniture dans le refroidisseur d'air suralimenté. Ledit refroidisseur d'air suralimenté sert à abaisser la température de l'air comprimé du turbocompresseur pour la fourniture dans un collecteur d'admission du moteur. Le moteur comporte également un contrôleur de frein de libération de compression pour engager le frein de libération de compression. Le moteur comprend aussi un assemblage de dérivation ( by-pass en terminologie anglaise) du refroidisseur d'air suralimenté qui détourne au moins une partie de l'air comprimé issue du turbocompresseur directement dans le collecteur d'admission et autour du refroidisseur d'air suralimenté à la réception d'un signal de dérivation issu du contrôleur du frein de libération de compression. Le moteur comporte aussi un assemblage d'injection de carburant qui, à la réception d'un signal d'injection issu de l'unité de contrôle électronique, injecte une petite quantité de carburant dans le cylindre au cours d'un temps de compression du moteur alors que le frein de libération de compression est engagé. [0011] Cependant, une telle solution implique l'emploi d'un organe supplémentaire. [0012] Il existe donc un besoin pour un dispositif plus simple permettant d'assurer un bon fonctionnement des systèmes de post-traitements dans un véhicule. [0013] Pour cela, l'invention propose un procédé de gestion de l'alimentation d'un moteur le moteur comportant : des cylindres un turbocompresseur distribuant de l'air comprimé aux cylindres un refroidisseur d'air suralimenté provenant du turbocompresseur un papillon contrôlant le débit d'air refroidi et introduit dans les cylindres une boucle de recirculation des gaz d'échappement, une vanne de contrôle du débit de gaz d'échappement recirculés introduits dans les cylindres le procédé comportant la détection de la diminution de la charge du moteur l'ouverture de la vanne et la fermeture du papillon lorsque la charge du moteur diminue. [0014] Dans une variante, le moteur est un moteur de véhicule et le véhicule est en phase de décélération. [0015] Dans une variante, la diminution de la charge du moteur est due à un changement de rapport. [0016] Dans une variante, l'ouverture de la vanne et la fermeture du papillon sont totales. [0017] Dans une variante, le procédé de gestion comporte en outre l'ouverture du papillon au bout d'un temps prédéterminé. [0018] Dans une variante, le procédé de gestion comporte de plus l'ouverture du papillon lorsque le débit d'essence injecté dans les cylindres dépasse une valeur prédéterminée. [0019] Dans une variante, le moteur est un moteur de véhicule et le véhicule comporte en outre un détecteur de la charge du moteur, le procédé comprend alors en en outre l'ouverture du papillon en fonction du signal émis par le détecteur de charge du moteur. [0020] La présente invention a également pour objet un véhicule comportant un moteur adapté à mettre en oeuvre le procédé tel que défini ci-dessus. [0021] Dans une variante, ce véhicule comprend en outre une ligne d'échappement 15 comprenant des éléments de post-traitements des gaz d'échappement issus des cylindres [0022] Dans une variante, ce véhicule comprend un détecteur de la charge du moteur, et un calculateur contrôlant la position de la vanne et du papillon en fonction du signal émis par le détecteur. 20 [0023] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent : figure 1, une vue d'un exemple de véhicule. [0024] II est proposé un procédé de gestion de l'alimentation d'un moteur 25 comportant des cylindres, un turbocompresseur distribuant de l'air comprimé aux cylindres, un refroidisseur d'air suralimenté provenant du turbocompresseur. Le moteur comprend aussi un papillon contrôlant le débit d'air refroidi et introduit dans les cylindres et une boucle de recirculation des gaz d'échappement. Le moteur comporte en outre une vanne de contrôle du débit de gaz d'échappement recirculés introduits dans les cylindres. Le procédé de gestion comporte la détection de la diminution de la charge du moteur. Le procédé comprend également l'ouverture de la vanne et la fermeture du papillon lorsque la charge du moteur diminue. [0025] De cette manière, il y a peu d'air frais dans les gaz d'échappement ce qui permet que les gaz d'échappement aient une température suffisante par rapport à la température d'amorçage des éléments de post-traitement du véhicule. La diminution de la température des éléments de post-traitement, lorsque la charge du moteur est diminuée, est ainsi réduite sans utiliser d'organe de dérivation des gaz suralimentés. De la place est ainsi gagnée dans le moteur puisque l'organe de dérivation des gaz suralimentés n'est plus utilisé. Ainsi, un tel dispositif est un dispositif plus simple permettant d'assurer un bon fonctionnement des systèmes de post-traitements. [0026] Le procédé de gestion de l'alimentation peut notamment être mis en oeuvre dans l'exemple de véhicule 11 de la figure 1. Le véhicule 11 comporte un moteur 10. Le moteur 10 comprend une ou plusieurs chambres 12 de combustion situées entre un collecteur 14 d'admission et un collecteur 16 d'échappement. Le collecteur 14 d'admission reçoit de l'air à introduire dans la chambre 12 de combustion. Du carburant est également injecté dans la chambre 12 de combustion généralement par une buse d'injection qui n'est pas représentée sur la figure 1. Le collecteur 14 d'admission permet de répartir l'air dans chacun des cylindres 18 du moteur 10. Le collecteur 16 d'échappement reçoit les émissions de gaz produites par la combustion et les dirige vers une ligne 20 d'échappement. La ligne 20 d'échappement comporte des éléments 22 de post-traitements des gaz d'échappement issus des cylindres 18. Les éléments 22 de post-traitements peuvent par exemple être un pré-catalyseur, un catalyseur ou un filtre à particules. Les éléments 22 de post-traitements traitent les émissions produites par la combustion avant expulsion vers l'atmosphère extérieure. [0027] Le moteur 10 comprend également une boucle 24 de recirculation des gaz d'échappement. La re-circulation des gaz d'échappement (ou Exhaust gas recirculation EGR en anglais) redirige une partie des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne vers l'admission. Les émissions de polluants sont réduites en présence de la boucle 24 de re-circulation. Une vanne 26 de contrôle du débit de gaz d'échappement recirculés introduits dans les cylindres 18 est placée dans la boucle 24 de recirculation. [0028] Le moteur 10 comprend en outre un turbocompresseur 28 qui délivre de l'air comprimé au collecteur 14 d'admission. Le turbocompresseur 28 distribue ainsi de l'air comprimé aux cylindres 18. Le turbocompresseur 28 permet ainsi d'augmenter la densité de l'air admis au niveau de chacune des chambres 12 de combustion. Cela permet la combustion de plus de carburant ce qui augmente la puissance du moteur 10. [0029] Pour améliorer un tel effet, il est utile d'abaisser la température de l'air comprimé issu du turbocompresseur 28. Le refroidisseur 30 d'air suralimenté permet de réaliser la réduction de température de l'air comprimé provenant du turbocompresseur 28. Un papillon 32 contrôle le débit d'air refroidi et introduit dans les cylindres 18 via le collecteur 14. [0030] Le procédé comprend une étape de détection de la charge du moteur 10. Lorsque la charge du moteur 10 est diminuée, voire nulle, le procédé comporte en outre l'ouverture de la vanne 26 et la fermeture du papillon 32. Ainsi, les gaz circulant dans les éléments 22 de post-traitement ne sont plus autant chargés en énergie du fait que la quantité de carburant injectée diminue dans les chambres 12 de combustion. L'ouverture de la vanne 26 augmente le débit de gaz issus de la boucle 24 de recirculation tandis que la fermeture du papillon 32 diminue le débit d'air issu du refroidisseur 30 d'air suralimenté. L'air issu du refroidisseur 30 d'air suralimenté est plus froid que les gaz issus de la boucle 24 de recirculation. Ainsi, l'ouverture de la vanne 26 et la fermeture du papillon 32 permettent que les gaz introduits comportent peu d'air frais issu du refroidisseur 30 d'air suralimenté et restent relativement chauds à l'échappement malgré la diminution de la quantité de carburant injectée dans les chambres 12 de combustion. Les gaz circulant dans les éléments 22 de post-traitement sont donc plus chauds. Ainsi, les éléments 22 de post-traitement sont peu refroidis par les gaz circulant dans les éléments 22 de post-traitement. De ce fait, sans utiliser d'organe de dérivation des gaz suralimentés, on obtient une température suffisante pour assurer un bon fonctionnement des éléments 22 de post-traitement. Il est donc possible de se passer de l'organe de dérivation des gaz suralimentés utilisé classiquement ce qui permet de simplifier l'architecture de la boucle 24 d'air du moteur 10 et facilite l'implantation du moteur 10 dans le véhicule 11. Un tel dispositif est donc simple à mettre en oeuvre. [0031] Il peut être avantageux que l'ouverture de la vanne 26 et la fermeture du papillon 32 soient totales. Ainsi, les gaz qui circulent dans les éléments 22 de post-traitement ne comportent pas d'air frais. La température des gaz est donc plus chaude qu'en présence d'air frais. Les éléments 22 de post-traitement ne sont donc pas refroidis par les gaz qui circulent. Cela permet que la température des éléments 22 de post-traitement soit telle que les éléments 22 de post-traitement fonctionnent avec efficacité. [0032] La charge du moteur 10 peut être contrôlée par un détecteur 34 de la charge du moteur 10. Le véhicule 11 de la figure 1 comporte en outre un calculateur 36. Le calculateur 36 contrôle la position de la vanne 26 et du papillon 32 en fonction du signal émis par le détecteur 34. Un tel dispositif a l'avantage d'être simple à mettre en oeuvre, le détecteur 34 et le calculateur 36 étant des composants généralement utilisés dans un véhicule 11. Lorsque le détecteur 34 détecte une diminution de la charge du moteur 10, le calculateur 36 ouvre la vanne 26 et ferme le papillon 32. [0033] Une diminution de la charge du moteur 10 peut être liée à plusieurs situations. La diminution de la charge du moteur 10 peut notamment correspondre à une phase de décélération du véhicule 11. La diminution de la charge du moteur 10 peut également être due à un changement de rapport que ce soit en phase d'accélération ou en phase de décélération. [0034] L'utilisation prolongée d'un tel procédé de gestion de l'alimentation peut poser des problèmes d'agrément en reprise et des désagréments liés au pompage du turbocompresseur 28. Le phénomène de pompage du turbocompresseur 28 est un phénomène transitoire apparaissant lorsque le turbocompresseur 28 continue de comprimer de l'air alors que l'air ne peut plus être délivré au moteur 10, par exemple parce que le papillon 32 est fermé. Le pompage du turbocompresseur 28 peut entraîner des désagréments acoustiques pour l'utilisateur et même dans certains cas, endommager le turbocompresseur 28. [0035] Afin de limiter les risques identifiés précédemment et notamment ceux liés au phénomène de pompage du turbocompresseur 28, il est souhaitable de limiter l'utilisation du procédé. Ainsi, le procédé de gestion peut en outre comporter l'ouverture du papillon 32 au bout d'un temps prédéterminé. L'ordre de grandeur du temps prédéterminé varie de quelques millisecondes à quelques dizaines de secondes. [0036] L'ouverture du papillon 32 peut également être réalisée en fonction de la charge du moteur 10. Notamment, après que le détecteur 34 de charge du moteur détecte que la charge du moteur 10 varie peu, le papillon 32 peut être ouvert. Dans d'autres modes de réalisation, il est envisageable que l'ouverture du papillon 32 dépende de la demande de couple du client. Dans un tel cas, un détecteur de la position de la pédale d'accélération peut être utilisé. [0037] L'ouverture du papillon 32 peut aussi être réalisée lorsque le débit d'essence injectée dans les cylindres 18 dépasse une valeur prédéterminée. Pour mettre en oeuvre un tel procédé, un capteur de débit d'essence injecté dans les cylindres 18 mesurant le temps d'ouverture de la buse d'injection non représentée de la figure 1 peut être utilisé. Le calculateur 36 de la figure 1 peut alors fermer le papillon 32 lorsque le capteur mesure que la quantité d'essence injectée est supérieure à une quantité déterminée. [0038] Pour limiter au mieux les problèmes d'agrément en reprise et des désagréments liés au pompage du turbocompresseur 28, il est aussi possible de mettre en oeuvre un procédé qui cumule les sécurités précédentes. L'ouverture du papillon 32 peut alors correspondre à l'une parmi les détections d'un temps écoulé depuis la fermeture du papillon 32 supérieur au temps prédéterminé, d'un changement de charge du moteur 10 ou d'un débit d'essence supérieur à une valeur donnée. Cela permet de pallier les éventuels dysfonctionnements d'un des détecteurs utilisés.25

Claims

REVENDICATIONS1. Un procédé de gestion de l'alimentation d'un moteur (10), le moteur (10) comportant : des cylindres (18), un turbocompresseur (28) distribuant de l'air comprimé aux cylindres (18), un refroidisseur (30) d'air suralimenté provenant du turbocompresseur (28), un papillon (32) contrôlant le débit d'air refroidi et introduit dans les cylindres (18), une boucle (24) de recirculation des gaz d'échappement, une vanne (26) de contrôle du débit de gaz d'échappement recirculés introduits dans les cylindres (18), caractérisé en ce que le procédé comporte la détection de la diminution de la charge du moteur (10), l'ouverture de la vanne (26) et la fermeture du papillon (32) lorsque la charge du moteur (10) diminue.
2. Un procédé de gestion selon la revendication 1, dans lequel le moteur (10) est un moteur de véhicule (11) et le véhicule (11) est en phase de décélération.
3. Le procédé de gestion selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel la diminution de la charge du moteur (10) est due à un changement de rapport.
4. Le procédé de gestion selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'ouverture de la vanne (26) et la fermeture du papillon (32) sont totales.
5. Le procédé de gestion selon l'une des revendications 1 à 4, comportant en outre l'ouverture du papillon (32) au bout d'un temps prédéterminé.
6. Le procédé de gestion selon l'une des revendications 1 à 5, comportant en outre l'ouverture du papillon (32) lorsque le débit d'essence injecté dans les cylindres (18) dépasse une valeur prédéterminée.
7. Le procédé de gestion selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le moteur (10) est un moteur de véhicule (11) et le véhicule (11) comporte en outre un détecteur (34) de la charge du moteur, le procédé comprenant en outre l'ouverture du papillon (32) en fonction du signal émis par le détecteur (34) de charge du moteur.
8. Véhicule (11) comportant un moteur (10) adapté à mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 7.
9. Le véhicule (11) selon la revendication 8 comportant en outre une ligne (20) d'échappement comprenant des éléments (22) de post-traitements des gaz 5 d'échappement issus des cylindres (18).
10. Le véhicule (11) selon l'une des revendications 8 ou 9 comportant en outre un détecteur (34) de la charge du moteur, un calculateur (36) contrôlant la position de la vanne (26) et du papillon (32) en fonction du signal émis par le détecteur (34).