FR2948978A3 - Procede de fonctionnement d'un systeme d'admission d'un moteur a combustion interne suralimente - Google Patents

Procede de fonctionnement d'un systeme d'admission d'un moteur a combustion interne suralimente Download PDF

Info

Publication number
FR2948978A3
FR2948978A3 FR0955559A FR0955559A FR2948978A3 FR 2948978 A3 FR2948978 A3 FR 2948978A3 FR 0955559 A FR0955559 A FR 0955559A FR 0955559 A FR0955559 A FR 0955559A FR 2948978 A3 FR2948978 A3 FR 2948978A3
Authority
FR
France
Prior art keywords
mode
exhaust gas
gas recirculation
recirculation device
intake system
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.)
Pending
Application number
FR0955559A
Other languages
English (en)
Inventor
De Araujo Manoela Ferreira
Laurent Jacquot
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 FR0955559A priority Critical patent/FR2948978A3/fr
Publication of FR2948978A3 publication Critical patent/FR2948978A3/fr
Pending legal-status Critical Current

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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
    • 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
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • 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
    • 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
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • 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
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • 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
    • 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]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • 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
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/15—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
    • 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
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • 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 de fonctionnement d'un système d'admission d'un moteur à combustion interne suralimenté comprenant un dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR haute pression et un dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR basse pression, caractérisé en ce qu'il comprend un premier mode de fonctionnement dans lequel aucun des dispositifs de recirculation des gaz d'échappement n'est activé, un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR basse pression est activé et un troisième mode de fonctionnement dans lequel le dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR haute pression est activé

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de fonctionnement d'un système d'admission d'un moteur à combustion interne suralimenté, en particulier d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. L'invention concerne aussi un système d'admission fonctionnant selon un tel procédé et un support de données comprenant des moyens de mise en oeuvre d'un tel procédé.
Pour respecter les normes de dépollution de plus en plus sévères, les moteurs à combustion interne doivent présenter une architecture de plus en plus complexe. C'est le cas de l'architecture à double boucle de recirculation des gaz d'échappement EGR (Exhaust Gas Recirculation). Dans une telle architecture, il est possible de distinguer deux modes de fonctionnement du système d'admission et du moteur : le mode EGR où les boucles de recirculation des gaz d'échappement sont actives et le mode sans EGR (aussi appelé mode de suralimentation).
Il est important de contrôler les transitions entre les différents modes afin que le conducteur ne ressente pas les changements de mode. Ces changements de mode se font grâce à des actionneurs qu'il faut donc commander ou piloter.
Le problème à résoudre est d'assurer un changement optimal entre les différents modes de fonctionnement.
Le but de l'invention est de fournir un procédé de fonctionnement d'un système d'admission permettant de remédier au problème évoqué précédemment et améliorant les procédés de fonctionnement connus de l'art antérieur. En particulier, l'invention propose un procédé de fonctionnement d'un système d'admission simple, permettant d'éviter des changements de modes de fonctionnement brutaux qui puissent être ressentis par l'utilisateur MS\REN192FR.dpt d'un véhicule automobile équipé d'un moteur à combustion interne suralimenté.
Le procédé selon l'invention régit le fonctionnement d'un système d'admission d'un moteur à combustion interne suralimenté comprenant un dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR haute pression et un dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR basse pression. Il est caractérisé en ce qu'il comprend un premier mode de fonctionnement dans lequel aucun des dispositifs de recirculation des gaz d'échappement n'est activé, un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR basse pression est activé et un troisième mode de fonctionnement dans lequel le dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR haute pression est activé.
Le procédé peut comprendre un quatrième mode de fonctionnement dans lequel le dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR basse pression et le dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR haute pression sont activés.
Les transitions entre les deuxième et troisième modes de fonctionnement peuvent être déterminées par la température du moteur.
Les transitions entre le premier mode de fonctionnement et le deuxième ou troisième mode de fonctionnement peuvent être définies par le couple régime moteur - charge moteur.
Le système d'admission peut comprendre un premier ensemble de régulateurs pilotant des actionneurs agissant pour définir le premier mode de fonctionnement, un deuxième ensemble de régulateurs pilotant des actionneurs agissant pour définir le deuxième mode de fonctionnement et un troisième ensemble de régulateurs pilotant des actionneurs agissant pour MS\REN192FR.dpt définir le troisième mode de fonctionnement, les différents ensembles de régulateurs étant actifs en permanence lorsque le moteur fonctionne.
Seuls les signaux de commande issus d'un des premier, deuxième et troisième ensembles peuvent être pris en compte par un superviseur et transmis aux actionneurs concernés, les signaux de commande issus des autres ensembles étant ignorés par le superviseur.
Les régulateurs dont les signaux de commande sont ignorés par le 10 superviseur peuvent être tels qu'ils convergent vers des valeurs de pré-positionnement des actionneurs pilotés. Lors de transitions entre modes de fonctionnement, les consignes de position de certains actionneurs peuvent être filtrées, par exemple à l'aide 15 de filtres passe-bas, de sorte à ce que les différences de temps de réponse des actionneurs soient compensées. L'invention porte également sur un support d'acquisition de données lisible par un calculateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur 20 comprenant des moyens logiciels de mise en oeuvre des étapes du procédé défini précédemment.
Selon l'invention, un système d'admission d'un moteur à combustion interne suralimenté comprenant un dispositif de recirculation des gaz 25 d'échappement EGR haute pression et un dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR basse pression, des premiers moyens d'activation du dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR haute pression et des deuxièmes moyens d'activation du dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR basse pression et un moyen de commande des 30 premiers et des deuxièmes moyens d'activation est caractérisé en ce que le moyen de commande comprend des moyens matériels et/ou logiciels de mise en oeuvre du procédé défini précédemment. MS\REN192FR.dpt Selon l'invention, un moteur à combustion interne suralimenté, en particulier moteur d'entraînement d'un véhicule automobile, comprend un système d'admission défini précédemment. Selon l'invention, un véhicule automobile est caractérisé en ce qu'il comprend un moteur défini précédemment.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'un 10 système d'admission selon l'invention.
La figure 1 est un schéma d'un mode de réalisation d'un moteur à combustion interne équipé d'un mode de réalisation d'un système d'admission selon l'invention. La figure 2 est un ensemble de diagrammes représentant les différents modes de fonctionnement d'un système d'admission en fonction de différents paramètres moteur.
20 La figure 3 est un schéma d'un premier exemple de régulateur de pilotage d'un actionneur.
La figure 4 est un schéma d'un deuxième exemple de régulateur de pilotage d'un actionneur, ce régulateur comprenant une boucle externe de transition.
La figure 5 est un schéma d'un exemple de boucle externe de transition.
La figure 6 est un exemple de structure de moyen de commande d'actionneurs d'un système d'admission selon l'invention. MS\REN192FR.dpt 15 25 30 La figure 7 est un exemple de caractéristique débit ù ouverture d'une vanne EGR.
La figure 8 est un exemple de caractéristique débit ù ouverture d'un volet 5 d'échappement.
La figure 9 est un exemple de cartographie donnant le débit d'une turbine de turbo-compresseur en fonction de la différence de pression à ces bornes et de son ouverture. La figure 10 est un exemple de signaux de commande de positionnement de différents actionneurs lors d'une transition du troisième mode de fonctionnement du système d'admission au deuxième mode de fonctionnement. 15 La figure 11 est un exemple de signaux de commande de positionnement de différents actionneurs lors d'une transition du deuxième mode de fonctionnement du système d'admission au troisième mode de fonctionnement. La figure 12 représente les variations de mesure du débit d'air dans un système d'admission lors d'une première transition de modes de fonctionnement puis lors d'une deuxième transition de modes sans utilisation de la stratégie de régulation décrite. 25 La figure 13 représente les variations de mesure du débit d'air dans un système d'admission lors d'une première transition de modes de fonctionnement puis lors d'une deuxième transition de modes avec utilisation de la stratégie de régulation décrite. MS\REN192FR.dpt 10 20 30 On décrit ci-après un moteur 10 en référence à la figure 1 en suivant le cheminement des gaz dans celui-ci. Ce moteur est un moteur à combustion interne du type suralimenté, par exemple du type Diesel. De préférence, il permet d'entraîner un véhicule automobile. Le moteur comprend un système d'admission 55 permettant d'alimenter des chambres de combustion dans des conditions optimales.
Les gaz frais entrent dans le moteur via un filtre à air 11, puis sont dirigés vers un compresseur 31 (faisant par exemple partie d'un turbo compresseur), au travers d'une première tubulure 12, d'un volet d'admission d'air 13 et d'une deuxième tubulure 14. Depuis la sortie du compresseur, les gaz frais sont dirigés vers un collecteur d'admission 20 les distribuant dans un bloc-moteur 21, au travers d'un échangeur 101 de refroidissement et d'une troisième tubulure 17.
Une fois la combustion réalisée dans le bloc-moteur 21, les gaz d'échappement sortent de celui-ci par un collecteur 22. Ils sont dirigés vers une turbine 32 via une cinquième tubulure 23. En sortie de turbine, les gaz d'échappement sont rejetés après avoir transité dans une sixième tubulure 25, puis dans un système de dépollution 26 et dans une septième tubulure 27.
Un premier dispositif dit EGR basse pression est prévu pour qu'une partie des gaz d'échappement puisse être réintroduite à l'admission en amont du compresseur. Ce moyen comprend par exemple une neuvième tubulure 28 canalisant les gaz d'échappement au travers d'un refroidisseur 29 et d'une première vanne 30. Le débit de gaz d'échappement réintroduit à l'admission peut être contrôlé grâce à la première vanne 30 et grâce à une deuxième vanne ou volet 103 disposée en aval du piquage de la tubulure 28 sur la tubulure 27. Un premier actionneur et un deuxième actionneur permettent MS\REN192FR.dpt d'agir respectivement sur les première et deuxième vannes pour régler leurs ouvertures.
Un deuxième dispositif dit EGR haute pression est prévu pour qu'une partie des gaz d'échappement puisse être réintroduite à l'admission en aval du compresseur. Ce moyen comprend une dixième tubulure 18 canalisant les gaz d'échappement au travers d'une troisième vanne 102. Le débit de gaz d'échappement réintroduit à l'admission peut être contrôlé grâce à cette troisième vanne 102. Un troisième actionneur permet d'agir sur cette vanne pour régler son ouverture.
La turbine 32 est de préférence du type à géométrie variable. Ainsi, un quatrième actionneur permet d'agir sur cette géométrie pour régler la puissance à fournir au compresseur 31.
Dans une telle architecture de moteur, lorsqu'on utilise séquentiellement les premier et deuxième dispositifs de recirculation EGR, il est possible de distinguer trois modes de fonctionnement du système d'admission et du moteur : un premier mode dit mode sans EGR (aussi appelé mode de suralimentation) où aucun des dispositifs EGR n'est actif, un deuxième mode dit mode EGR basse pression où le dispositif d'EGR basse pression est actif et un troisième mode dit mode EGR haute pression où le dispositif EGR haute pression est actif.
Le problème à résoudre est d'assurer un changement optimal entre les différents modes de fonctionnement. Plus particulièrement, les changements entre les modes suivants : • du mode EGR basse pression au mode EGR haute pression ; • du mode EGR haute pression au mode EGR basse pression ; • du mode EGR basse pression au mode de suralimentation ; • du mode de suralimentation au mode EGR basse pression ; MS\REN192FR.dpt • du mode EGR haute pression au mode de suralimentation ; • et du mode de suralimentation au mode EGR haute pression.
Le procédé de fonctionnement est également apte à gérer un quatrième mode de fonctionnement dans lequel le dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR basse pression et le dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR haute pression sont activés. Il est donc également nécessaire de gérer les transitions vers ce quatrième mode de fonctionnement et depuis ce quatrième mode de fonctionnement.
Par exemple, pour gérer les transitions entre les différents modes, il est possible de se baser sur la température du moteur (par exemple au travers de la température du liquide de refroidissement du moteur) et/ou sur le point de fonctionnement du moteur par exemple exprimé sous la forme d'un couple (régime moteur ù charge moteur). Par exemple, comme représenté à la figure 2, la transition du deuxième mode ou du troisième mode au premier mode peut être déclenchée lorsque la charge moteur dépasse un premier seuil seuil 1 ou lorsque le régime moteur dépasse un deuxième seuil seuil 2. Inversement, le retour du premier mode au deuxième ou troisième mode se fait lorsque la charge moteur et le régime moteur prennent respectivement des valeurs inférieures aux seuils seuil 1 et seuil 2. De préférence, des hystérésis sont définies au niveau des seuils pour éviter des transitions trop fréquentes entre les différents modes lorsque l'on se trouve au voisinage des valeurs des seuils.
De manière plus générale, le plan défini par les paramètres charge moteur et régime moteur comprend deux zones séparées par une frontière : une première zone de forte charge moteur et/ou de fort régime moteur définissant un fonctionnement du système d'admission (et du moteur) selon le premier mode et une deuxième zone de faible charge moteur et de faible régime moteur définissant un fonctionnement du système d'admission (et du MS\REN192FR.dpt
9 moteur) selon le deuxième ou le troisième mode. La valeur du seuil seuil 1 peut dépendre du régime moteur, de même que la valeur du seuil seuil 2 peut dépendre de la charge moteur.
De préférence, le système d'admission fonctionne selon le troisième mode lorsque le moteur est froid (car l'EGR haute pression sortant directement du moteur est chaud et aide donc à chauffer le moteur). Inversement, lorsque le moteur est déjà chaud, le système d'admission fonctionne selon le deuxième mode, ce qui s'avère plus intéressant pour réduire l'émission des polluants. En effet, l'EGR basse pression limite la température de la combustion (et donc limite la production de particules) tout en conservant la caractéristique principale de l'EGR : la réduction de production de NOX (car l'EGR est pauvre en oxygène). La température du moteur (ou de son liquide de refroidissement) est donc de préférence prise en compte pour déclencher les transitions entre les deuxième et troisième modes, le deuxième mode étant mis en oeuvre lorsque la température du moteur est supérieure à un seuil seuil et le troisième mode étant mis en oeuvre lorsque la température du moteur est inférieure au seuil seuil. De préférence, une hystérésis est définie au niveau du seuil pour éviter des transitions trop fréquentes entre les différents modes lorsque l'on se trouve au voisinage de la valeur du seuil.
Différents actionneurs sont impliqués dans les différents modes de fonctionnement. Dans le premier mode, seul l'actionneur ajustant la géométrie de la turbine agit. Dans le deuxième mode, seuls l'actionneur ajustant la géométrie de la turbine, l'actionneur ajustant l'ouverture de la vanne 30 et l'actionneur ajustant l'ouverture du volet 103 agissent. Dans le troisième mode, seul l'actionneur ajustant la géométrie de la turbine et l'actionneur ajustant l'ouverture de la vanne 102 agissent. Ces actionneurs sont pilotés par un moyen de commande 44, le moyen de commande recevant en entrée différents signaux comme les valeurs de différents MS\REN192FR.dpt paramètres moteurs comme notamment la charge moteur, le régime moteur et la température moteur. Par inaction d'un actionneur, on entend que celui-ci ferme la vanne EGR qu'il pilote ou ouvre le volet d'échappement ou les ailettes de turbine qu'il pilote.
Une fois une transition décidée, il faut gérer le pilotage ou le contrôle des actionneurs concernés. Cette gestion des transitions est nécessaire pour éviter que celles-ci soient perceptibles par le conducteur. Les transitions sont surtout ressenties lorsqu'elles provoquent un manque de débit d'air frais injecté dans le moteur ( undershoot ).
Pour éviter cet inconvénient, c'est-à-dire pour obtenir des transitions douces, on remarque que les aspects suivants sont importants : le comportement du système par rapport aux variations dans les 15 actionneurs, le temps de convergence de la commande pour un système stabilisé, le temps de réponse des différents actionneurs impliqués.
Pour chaque mode, on part d'une base de contrôle avec un régulateur 60 20 représenté à la figure 3, par exemple un régulateur multivariable du type LQG (Linear Quadratic Gaussian) modifié, où un intégrateur 63 a été ajouté après que l'erreur (différence entre consigne et mesure) obtenue par un moyen de soustraction 61 a été multipliée grâce à un multiplicateur 62 ayant un gain multiplicatif L. 25 Comme représenté à la figure 6, les différents ensembles de régulateurs 91, 92 et 93 contrôlant respectivement le fonctionnement du système d'admission dans les premier, deuxième et troisième modes sont actifs en permanence et transmettent donc en permanence des signaux de 30 commande à un superviseur 94 qui arbitre et ne transmet de signaux de commande qu'aux actionneurs concernés par le mode de fonctionnement MS\REN192FR.dpt actuel du système d'admission. Il est important d'empêcher que les régulateurs dont les signaux de commande sont ignorés deviennent instables. Pour cela, une boucle externe est mise en oeuvre sur les régulateurs pour faire converger le signal de commande calculée vers une commande souhaitée.
Une stratégie pour gérer la différence d'état des actionneurs entre les différents modes et pour converger plus vite vers un système stabilisé lors des transitions est de faire converger les signaux de commande des régulateurs que le superviseur ignore vers des signaux de commande de pré-positionnement des actionneurs. Les figures 4 et 5 illustrent la mise en oeuvre de cette stratégie au niveau de chaque régulateur. Par pré-positionnement, on entend un positionnement prédéfini et dans lequel on remarque qu'il est avantageux qu'un actionneur se trouve lors de son entrée dans un mode de fonctionnement.
Comme le régulateur 60 décrit précédemment, le régulateur 70 représenté à la figure 4 est par exemple multivariable du type LQG (Linear Quadratic Gaussian) modifié, où un intégrateur 73 a été ajouté après que l'erreur (différence entre consigne et mesure) obtenue par un moyen de soustraction 71 a été multipliée grâce à un multiplicateur 72 ayant un gain multiplicatif L et après qu'il a été ajouté à cette erreur multipliée, grâce à une boucle externe de transition 78, un signal généré par un moyen de transition. Par rapport aux régulateurs habituels, l'ordre de l'intégrateur et du multiplicateur est inversé : l'intégrateur est positionné après le multiplicateur. Ceci facilite la tâche de la boucle externe de transition venant s'ajouter entre le multiplicateur et l'intégrateur.
Cette boucle externe est représentée en détail à la figure 5. Elle comprend 30 un moyen de soustraction 81 calculant la différence entre le signal de pré-positionnement d'un actionneur et le signal de commande de l'actionneur MS\REN192FR.dpt obtenu en sortie du régulateur 70. Cette différence est multipliée grâce à un multiplicateur 82 de gain H puis grâce à un multiplicateur 83 ayant une valeur de gain de 1 lorsque le régulateur est inactif et ayant une valeur de gain de zéro lorsque le régulateur est actif.
Le gain H ne dépend pas du gain L, c'est-à-dire que pour chaque nouveau réglage (L, K) calculé pour le régulateur, le gain de la boucle de transition H ne doit pas être recalculé également. Le gain de transition H dépend uniquement de la position choisie pour le pôle de la boucle et de la fréquence d'échantillonnage. Il peut être calculé de la façon suivante :
Par exemple, pour avoir le(s) pôle(s) sous forme matricielle, nous posons : P = POLES F = matrice identité G = Ts (période d'échantillonnage) H est le(s) gain(s) pour lequel le système F û GH a la(les) valeur(s) propre(s) égal(es) à P.
Dans le cas de l'exemple illustré plus bas, avec une période 20 d'échantillonnage de 20ms et les pôles nuls, les valeurs trouvées pour le gain H valent 50.
Si le régulateur est actif, il fonctionne normalement puisque le signal issu de la boucle de transition vaut zéro, en revanche s'il est inactif, la commande 25 calculée converge vers la commande de pré-positionnement. La commande de pré-positionnement est une commande permettant d'amener l'actionneur dans un état tel que le système d'admission a des sorties proches des consignes demandées. De cette façon, pour un actionneur stabilisé, la transition d'un mode vers un pré-positionnement d'un autre mode peut 30 converger vers la consigne très rapidement. Il est possible de calculer les MS\REN192FR.dpt pré-positionnements par inversion du modèle établi pour le système d'admission.
La structure de contrôle de la transition avec une boucle externe qui converge vers le pré-positionnement aide à prendre en compte les deux aspects suivants : le comportement du système par rapport aux variations dans les actionneurs et le temps de convergence de la commande pour un système stabilisé.
Il reste intéressant de considérer également le temps de réponse des actionneurs.
Précédemment, nous avons décrit le contrôle haut niveau qui calcule la position de consigne des actionneurs. Par contre, pour atteindre la position de consigne, une boucle de contrôle plus interne existe au niveau de chaque actionneur. C'est une boucle de contrôle monovariable qui peut être implémentée de façon simple (avec un régulateur PID par exemple).
Puisque les actionneurs sont de types différents : actionneur de vannes 20 EGR, actionneur d'ailettes du turbocompresseur, actionneurs de volet d'échappement, leurs temps de réponses ne sont pas forcément les mêmes.
Il existe aussi, une différence de finesse de contrôle entre les différents actionneurs. Par exemple, dans le cas d'un turbocompresseur, les ailettes 25 de turbines peuvent être pilotées assez finement comme représenté en figure 9, en revanche, pour les vannes EGR et le volet d'échappement, les positions de consigne vanne à moitié ouverte et vanne complètement ouverte donnent pratiquement le même débit. Sur les figures 7 et 8, on peut voir les caractéristiques des vannes EGR et du volet d'échappement 30 respectivement. Les formes des courbes s'expliquent par le fait que lorsque la vanne/volet est fermé, il y a une inertie qui empêche son ouverture au MS\REN192FR.dpt début (les changements en ouverture (RCO) au début n'entraînent pas de grands changements de débit). Et, dans l'autre sens, le débit plus fort lorsque la vanne est à moitié ouverte pousse à l'ouverture totale plus rapidement (montée rapide au milieu de la courbe puis saturation à la fin).
Chaque actionneur ayant un contrôle interne et une caractéristique différents, on doit identifier les différents temps de réponse entre eux et les corriger. Pour la correction, on peut utiliser des filtres passe-bas définis par les temps de réponse identifiés pour chaque transition. Pour illustrer, considérons l'exemple de la transition entre les deuxième et troisième modes (ouverture de la vanne BP 30 en même temps que la fermeture de la vanne HP 102 ou vice-versa) :
Par des essais, il est remarqué que la réponse à une consigne donnée était plus lente pour la vanne BP que pour la vanne HP. Il existe aussi une différence entre fermeture et ouverture des vannes. Sur les figures 10 et 11, les positions des différents actionneurs sont représentées. Pour le passage du troisième mode au deuxième mode, un filtre passe-bas avec constante de temps de 0.25 secondes est utilisé pour filtrer la consigne envoyée à la vanne HP 102. Pour le passage du deuxième mode au troisième mode, le filtre utilisé pour filtrer la consigne de la vanne HP 102 a une constante de temps de 0.2 secondes. La consigne envoyée à la vanne BP 30 n'est pas filtrée puisque celle-ci avait le temps de réponse le plus long.
La figure 12 représente les variations de mesure du débit d'air dans un système d'admission lors d'une transition du deuxième mode au troisième mode puis une transition du troisième mode au deuxième mode sans utilisation de la stratégie décrite précédemment, c'est-à-dire sans pré-positionnement des actionneurs inactifs, ni compensation des temps de réponse. MS\REN192FR.dpt La figure 13 représente les variations de mesure du débit d'air dans un système d'admission lors d'une transition du troisième mode au deuxième mode puis une transition du deuxième mode au troisième mode avec utilisation de la stratégie décrite précédemment.
On peut remarquer que sans utilisation de la stratégie, les transitions sont moins souples et plus aisément ressenties par le conducteur (surtout lors du manque de débit d'air undershoot se situant autour de 40 s). Avec utilisation de la stratégie les transitions sont très rapides et imperceptibles par le conducteur.
Il est évident que l'invention ne se limite pas uniquement à l'utilisation de régulateurs du type LQ ou LQG, l'homme de l'art peut utiliser d'autres types de commande tels que notamment des commandes du type PID ou logique floue. MS\REN192FR.dpt

Claims (12)

  1. Revendications: 1. Procédé de fonctionnement d'un système d'admission (55) d'un moteur (10) à combustion interne suralimenté comprenant un dispositif (45) de recirculation des gaz d'échappement EGR haute pression et un dispositif (40) de recirculation des gaz d'échappement EGR basse pression, caractérisé en ce qu'il comprend un premier mode de fonctionnement dans lequel aucun des dispositifs de recirculation des gaz d'échappement n'est activé, un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR basse pression est activé et un troisième mode de fonctionnement dans lequel le dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR haute pression est activé.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un quatrième mode de fonctionnement dans lequel le dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR basse pression et le dispositif de recirculation des gaz d'échappement EGR haute pression sont activés.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les transitions entre les deuxième et troisième modes de fonctionnement sont déterminées par la température du moteur.
  4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les transitions entre le premier mode de fonctionnement et le deuxième ou troisième mode de fonctionnement sont définies par le couple régime moteur - charge moteur.
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système d'admission comprend un premier ensemble (91) de MS\REN192FR.dpt 16régulateurs pilotant des actionneurs agissant pour définir le premier mode de fonctionnement, un deuxième ensemble (92) de régulateurs pilotant des actionneurs agissant pour définir le deuxième mode de fonctionnement et un troisième ensemble (93) de régulateurs pilotant des actionneurs agissant pour définir le troisième mode de fonctionnement, les différents ensembles de régulateurs étant actifs en permanence lorsque le moteur fonctionne.
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que seuls les signaux de commande issus d'un des premier, deuxième et troisième ensembles sont pris en compte par un superviseur (94) et transmis aux actionneurs concernés, les signaux de commande issus des autres ensembles étant ignorés par le superviseur.
  7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les régulateurs dont les signaux de commande sont ignorés par le superviseur sont tels qu'ils convergent vers des valeurs de pré-positionnement des actionneurs pilotés.
  8. 8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que lors de transitions entre modes de fonctionnement, les consignes de position de certains actionneurs sont filtrées, par exemple à l'aide de filtres passe-bas, de sorte à ce que les différences de temps de réponse des actionneurs soient compensées.
  9. 9. Support d'acquisition de données lisible par un calculateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des moyens logiciels de mise en oeuvre des étapes du procédé selon l'une des revendications précédentes.
  10. 10. Système d'admission (55) d'un moteur (10) à combustion interne suralimenté comprenant un dispositif (45) de recirculation des gaz MS\REN192FR.dpt30d'échappement EGR haute pression et un dispositif (40) de recirculation des gaz d'échappement EGR basse pression, des premiers moyens (102) d'activation du dispositif (45) de recirculation des gaz d'échappement EGR haute pression et des deuxièmes moyens (30, 103) d'activation du dispositif (40) de recirculation des gaz d'échappement EGR basse pression et un moyen (44) de commande des premiers et des deuxièmes moyens d'activation, caractérisé en ce que le moyen de commande comprend des moyens matériels (91, 92, 93, 94) et/ou logiciels de mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 8.
  11. 11. Moteur (10) à combustion interne suralimenté, en particulier moteur d'entraînement d'un véhicule automobile, comprenant un système d'admission selon la revendication précédente.
  12. 12. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur selon la revendication précédente. MS\REN192FR.dpt
FR0955559A 2009-08-07 2009-08-07 Procede de fonctionnement d'un systeme d'admission d'un moteur a combustion interne suralimente Pending FR2948978A3 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0955559A FR2948978A3 (fr) 2009-08-07 2009-08-07 Procede de fonctionnement d'un systeme d'admission d'un moteur a combustion interne suralimente

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0955559A FR2948978A3 (fr) 2009-08-07 2009-08-07 Procede de fonctionnement d'un systeme d'admission d'un moteur a combustion interne suralimente

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2948978A3 true FR2948978A3 (fr) 2011-02-11

Family

ID=41818586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0955559A Pending FR2948978A3 (fr) 2009-08-07 2009-08-07 Procede de fonctionnement d'un systeme d'admission d'un moteur a combustion interne suralimente

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2948978A3 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2985778A1 (fr) * 2012-01-18 2013-07-19 Renault Sa Procede de gestion d'un moteur a combustion interne
EP2812550A1 (fr) * 2012-02-06 2014-12-17 Renault S.A.S. Procédé et système de diagnostic de l'admission d'air dans un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005127247A (ja) * 2003-10-24 2005-05-19 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気再循環制御装置
US20070246028A1 (en) * 2006-04-25 2007-10-25 Denso Corporation Exhaust recirculation apparatus for engine and method for controlling the same
FR2903735A1 (fr) * 2006-07-11 2008-01-18 Renault Sas Systeme de commande d'un moteur a combustion du type diesel suralimente avec recirculation des gaz d'echappement
WO2008050900A1 (fr) * 2006-10-25 2008-05-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Appareil de recirculation des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne
WO2008068574A1 (fr) * 2006-12-01 2008-06-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Système rge destiné à un moteur à combustion interne et procédé de commande de celui-ci

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005127247A (ja) * 2003-10-24 2005-05-19 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気再循環制御装置
US20070246028A1 (en) * 2006-04-25 2007-10-25 Denso Corporation Exhaust recirculation apparatus for engine and method for controlling the same
FR2903735A1 (fr) * 2006-07-11 2008-01-18 Renault Sas Systeme de commande d'un moteur a combustion du type diesel suralimente avec recirculation des gaz d'echappement
WO2008050900A1 (fr) * 2006-10-25 2008-05-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Appareil de recirculation des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne
WO2008068574A1 (fr) * 2006-12-01 2008-06-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Système rge destiné à un moteur à combustion interne et procédé de commande de celui-ci

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2985778A1 (fr) * 2012-01-18 2013-07-19 Renault Sa Procede de gestion d'un moteur a combustion interne
EP2812550A1 (fr) * 2012-02-06 2014-12-17 Renault S.A.S. Procédé et système de diagnostic de l'admission d'air dans un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1989426B1 (fr) Procede et dispositif de controle de la suralimentation en air d'un moteur a combustion interne
US9885303B2 (en) Control device for diesel engine
WO2014083248A1 (fr) Procédé de commande d'un moteur thermique équipé d'une double suralimentation
FR2920485A1 (fr) Dispositif de commande et procede de commande de purification des gaz d'echappement pour un moteur a combustion interne.
EP1957777A2 (fr) Procede de commande d'un moteur comportant une boucle de recirculation de gaz d'echappement
EP3286418A1 (fr) Méthode de contrôle de la quantité d'air introduit à l'admission d'un moteur à combustion interne suralimenté
FR2901839A1 (fr) Systeme de purification de gaz d'echappement et procede de purification de gaz d'echappement
WO2010010246A2 (fr) Procédé de gestion d'un circuit de circulation de gaz d'échappement d'un moteur thermique à essence et système de recirculation correspondant
FR2953253A1 (fr) Procede de controle d'une suralimentation a deux etages de turbocompresseurs a geometrie fixe avec estimateur dynamique et limitation de la pression avant turbine
FR2948978A3 (fr) Procede de fonctionnement d'un systeme d'admission d'un moteur a combustion interne suralimente
FR3039592A1 (fr) Dispositif de reduction des instabilites de combustion d'un moteur thermique
FR2860830A1 (fr) Procede de commande pour la regeneration d'un filtre a particules
EP1293658B1 (fr) Procédé et système de réglage du flux d'air dans le collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile
FR2953564A3 (fr) Procede et systeme de correction d'une mesure de debit d'air admis dans un moteur a combustion interne
FR2923544A1 (fr) Moteur a combustion interne du type diesel suralimente et procede de commande du debit d'air et du taux de gaz d'echappement recycle dans un tel moteur
FR2944318A3 (fr) Systeme d'admission et d'echappement de gaz d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile
JP2017141777A (ja) エンジン制御装置およびエンジン制御方法
FR2948977A3 (fr) Procede de fonctionnement d'un systeme d'admission d'un moteur a combustion interne suralimente
FR2944317A3 (fr) Systeme d'admission et d'echappement de gaz d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile
FR2932224A1 (fr) Systeme de regulation de la pression de suralimentation pour moteur a combustion interne a deux turbocompresseurs etages
EP1574694B1 (fr) Dispositif et procédé de régulation du débit de carburant injecté dans un moteur diesel
FR2873754A1 (fr) Procede et dispositif de commande d'un moteur a combustion interne
FR2882576A1 (fr) Procede de regulation optimise en phase transitoire dans un turbocompresseur
WO2010128227A1 (fr) Systeme et procede de commande de la suralimentation d'un moteur a combustion interne
FR2928182A3 (fr) Procede de controle du debit d'air d'un moteur automobile diesel suralimente par turbocompresseur et dispositif correspondant.