FR2984414A1 - Method for calibration of internal combustion engine of vehicle, involves building quantification model, and calculating set of quantities of emitted pollutants from interpolation laws that are provided as function of temperatures - Google Patents
Method for calibration of internal combustion engine of vehicle, involves building quantification model, and calculating set of quantities of emitted pollutants from interpolation laws that are provided as function of temperatures Download PDFInfo
- Publication number
- FR2984414A1 FR2984414A1 FR1103992A FR1103992A FR2984414A1 FR 2984414 A1 FR2984414 A1 FR 2984414A1 FR 1103992 A FR1103992 A FR 1103992A FR 1103992 A FR1103992 A FR 1103992A FR 2984414 A1 FR2984414 A1 FR 2984414A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- engine
- temperature
- pollutants
- emitted
- load
- 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
Links
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 title claims abstract description 120
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 title claims abstract description 120
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000011002 quantification Methods 0.000 title claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 35
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 7
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 2
- 206010020710 Hyperphagia Diseases 0.000 claims 1
- 235000020830 overeating Nutrition 0.000 claims 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 33
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 22
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 14
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 11
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 10
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 9
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 8
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- -1 HC hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 102100028379 Methionine aminopeptidase 1 Human genes 0.000 description 1
- 101710161855 Methionine aminopeptidase 1 Proteins 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000011905 homologation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 238000013102 re-test Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
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
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2425—Particular ways of programming the data
- F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
- F02D41/2432—Methods of calibration
-
- 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
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2425—Particular ways of programming the data
- F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
- F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
-
- 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
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2425—Particular ways of programming the data
- F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
- F02D41/2477—Methods of calibrating or learning characterised by the method used for learning
- F02D41/248—Methods of calibrating or learning characterised by the method used for learning using a plurality of learned values
-
- 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
- F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
-
- 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
- F02D2200/021—Engine temperature
-
- 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
- F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
- F02D2200/0802—Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
- F02D2250/36—Control for minimising NOx emissions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
La présente invention concerne la calibration des moteurs à combustion interne, dont le but est de réduire les émissions polluantes. Lors de la phase de conception du moteur, il est connu de modifier des paramètres de réglage du moteur liés à l'injection, à la masse d'air dans le cylindre, à la recirculation des gaz d'échappement (EGR), à la suralimentation ... de manière à choisir les paramètres qui limitent la consommation du moteur et/ou les émissions polluantes. Toutefois de nombreux essais et/ou simulations sont nécessaires pour déterminer les réglages optimaux du moteur. Pour tester les émissions polluantes d'un moteur, on utilise des cycles de conduite normalisés, qui sont des cycles de conduite automobile conçu pour imiter de façon reproductible les conditions rencontrées sur les routes ; il peut s'agir de cycles d'homologation définies par des normes : par exemple le cycle européen NEDC (New European Driving Cycle aussi appelé le Motor Vehicle Emissions Group - MVEG) ou de cycles propres aux constructeurs. Un tel cycle de conduite est défini par une loi de la vitesse du véhicule en fonction du temps. The present invention relates to the calibration of internal combustion engines, the purpose of which is to reduce pollutant emissions. During the design phase of the engine, it is known to modify engine control parameters related to the injection, to the air mass in the cylinder, to the exhaust gas recirculation (EGR), to the supercharging ... so as to choose the parameters which limit the engine consumption and / or the polluting emissions. However, many tests and / or simulations are necessary to determine the optimal engine settings. To test the polluting emissions of an engine, standardized driving cycles are used, which are automobile driving cycles designed to reproducibly reproduce the conditions encountered on the roads; these may be homologation cycles defined by standards: for example the European cycle NEDC (New European Driving Cycle also called the Motor Vehicle Emissions Group - MVEG) or manufacturer-specific cycles. Such a driving cycle is defined by a law of the speed of the vehicle as a function of time.
La plupart des cycles d'homologation comporte un démarrage à température ambiante. Pour optimiser les réglages sur ces cycles (ce qui est le rôle de la calibration "pollution") il est donc fortement souhaitable de connaitre le comportement du moteur lors de sa montée en température. Or cette connaissance est difficile à acquérir du fait de la difficulté d'appréhender expérimentalement la dimension thermique. Most approval cycles include start-up at room temperature. To optimize the settings on these cycles (which is the role of the calibration "pollution") it is therefore highly desirable to know the behavior of the engine during its rise in temperature. However, this knowledge is difficult to acquire because of the difficulty of experimentally apprehending the thermal dimension.
L'alternative couramment utilisée consiste à réaliser les essais à "chaud" (c'est-à-dire quand le moteur est chaud et a atteint la température de régulation de la température du liquide de refroidissement moteur, généralement déclenchée autour de 90°C par l'ouverture du calorstat) et à fixer des objectifs d'optimisation tenant compte de la dégradation des émissions lors d'un départ à "froid" (c'est-à-dire quand le moteur est froid : lors du démarrage du moteur). Une autre façon de faire un peu plus sophistiquée consiste à faire des essais à chaud pour établir les cartographies du moteur de base et de s'appuyer sur des essais à froid pour établir les cartographies de correction. Ces méthodes traitent donc séparément les cartographies à "froid" et à "chaud". Or, les mesures portent sur l'ensemble du cycle de conduite normalisé pour lequel la température du moteur varie et par conséquent, il n'est clairement pas optimal de traiter les problèmes chaud et froid séparément. Ainsi, il n'est pas possible de connaître de manière optimale le comportement global du moteur sur le cycle avec les méthodes actuelles. Le procédé selon l'invention permet de déterminer les paramètres de réglage optimisant la réduction des émissions polluantes, par une modélisation des quantités de chaque polluant émis pour déterminer le comportement en tout point du domaine : régime, charge, et température. Le modèle est construit à partir d'une loi simple homogène sur tout le plan régime/charge puis par des essais effectués à température fixe. Ainsi l'invention prend en compte le problème chaud et froid d'une manière globale et permet de limiter le nombre de mesures expérimentales nécessaires. Il permet ainsi d'optimiser simultanément les réglages cartographiques à chaud et à froid, afin de respecter les objectifs d'émissions cumulées sur un cycle d'homologation. The commonly used alternative is to perform the "hot" tests (ie when the engine is warm and has reached the temperature control temperature of the engine coolant, usually triggered around 90 ° C by opening the calorstat) and to set optimization objectives taking into account the degradation of emissions during a departure at "cold" (that is to say when the engine is cold: when starting the engine ). Another way to do a little more sophisticated is to perform hot tests to establish basic engine mapping and rely on cold tests to establish correction maps. These methods therefore deal separately with "cold" and "hot" mapping. However, the measurements relate to the entire standard driving cycle for which the engine temperature varies and therefore, it is clearly not optimal to treat hot and cold problems separately. Thus, it is not possible to optimally know the overall behavior of the motor on the cycle with the current methods. The method according to the invention makes it possible to determine the adjustment parameters optimizing the reduction of pollutant emissions, by modeling the quantities of each pollutant emitted to determine the behavior at any point in the domain: regime, load, and temperature. The model is built from a simple homogeneous law on all the regime / load plan then by tests carried out at fixed temperature. Thus, the invention takes into account the hot and cold problem in a global manner and makes it possible to limit the number of experimental measurements required. It allows simultaneous optimization of hot and cold map settings to meet cumulative emission targets over a certification cycle.
Le procédé selon l'invention L'invention concerne un procédé de calibration d'un moteur à combustion interne pour limiter des émissions de polluants, ledit moteur comportant un système de refroidissement à eau. Pour cette calibration, on réalise les étapes suivantes : a) on mesure des quantités de polluants émis à température fixe d'eau du système de refroidissement à au moins deux températures To et TI en faisant varier le régime Ne , la charge Lo dudit moteur ainsi que des paramètres de réglage Pj, la température To correspondant à une température de fonctionnement dudit moteur, et la température Ti correspondant à une température de démarrage dudit moteur ; b) on construit des modèles de quantification des polluants émis à partir desdites mesures aux températures, au moins To et TI pour lesquelles des mesures ont été effectuées, lesdits modèles quantifiant les émissions de polluants en fonction du régime du moteur Ne , de la charge du moteur Lo et des différents paramètres de réglage Pj ; et c) on calibre ledit moteur en recherchant parmi les réglages dudit moteur, ceux qui minimisent les quantités de polluants émis sur un cycle de conduite, lesdites quantités de polluants émis étant déterminées à partir desdits modèles et à partir de lois d'interpolations entre lesdits modèles, lesdites lois d'interpolation étant fonction de la température. The invention relates to a method of calibrating an internal combustion engine to limit emissions of pollutants, said engine comprising a water cooling system. For this calibration, the following steps are carried out: a) the quantities of pollutants emitted at a fixed water temperature of the cooling system are measured at at least two temperatures To and TI by varying the speed Ne, the charge Lo of said engine, and that adjustment parameters Pj, the temperature To corresponding to an operating temperature of said engine, and the temperature Ti corresponding to a starting temperature of said engine; b) the quantification models of the pollutants emitted from said measurements are constructed at temperatures, at least T0 and T0 for which measurements have been made, said models quantifying the pollutant emissions as a function of the engine speed Ne, of the load of the Lo motor and various adjustment parameters Pj; and c) calibrating said engine by searching among the settings of said engine, those which minimize the amounts of pollutants emitted on a driving cycle, said quantities of emitted pollutants being determined from said models and from interpolation laws between said models, said interpolation laws being a function of the temperature.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, lesdites lois d'interpolation sont des lois d'évolution d'une quantité de chacun des polluants émis par ledit moteur en fonction de la température d'eau du système de refroidissement, lesdites lois d'évolutions étant déterminés par des mesures expérimentales. According to a first embodiment of the invention, said interpolation laws are laws for the evolution of a quantity of each of the pollutants emitted by said engine as a function of the water temperature of the cooling system; evolutions being determined by experimental measurements.
De préférence, l'étape de mesure comprend une deuxième série de mesures des quantités de polluants émis lors d'une montée de température de T1 à To à régime et charge Lo dudit moteur fixes, et l'étape de calibration dudit moteur est effectué en réalisant les étapes suivantes : i) on détermine lesdites lois d'évolution à partir desdites mesures de ladite montée de température ; ii) on détermine les quantités de polluants émis selon le régime Ne, la charge Lo, la température T et les paramètres Pj de contrôle moteur par interpolation desdits modèles au moyen desdites lois d'évolution ; iii) on détermine les quantités cumulées de polluant sur le cycle de conduite en fonction du régime Ne, la charge Lo, la température T et les paramètres de réglage Pj de contrôle moteur à partir desdits modèles locaux et desdites lois d'évolution ; et iv) on calibre ledit moteur en recherchant parmi les réglages dudit moteur, ceux qui minimisent les quantités déterminées de polluants émis sur un cycle de conduite. Preferably, the measuring step comprises a second series of measurements of the quantities of pollutants emitted during a rise in temperature from T1 to To at the speed and load Lo of said fixed motor, and the calibration step of said motor is carried out in performing the following steps: i) determining said evolution laws from said measurements of said temperature rise; ii) the quantities of pollutants emitted according to the regime Ne, the charge Lo, the temperature T and the parameters Pj of the motor control are determined by interpolation of said models by means of said evolution laws; iii) the cumulative quantities of pollutant are determined on the driving cycle as a function of the engine speed Ne, the load Lo, the temperature T and the engine control adjustment parameters Pj from said local models and said evolution laws; and iv) calibrating said engine by searching among the settings of said engine, those which minimize the determined amounts of pollutants emitted on a driving cycle.
Avantageusement, au moins une desdites lois d'évolution est quadratique ou linéaire. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, lesdites lois d'interpolation sont des pondérations fonction de la température desdits modèles. De préférence, la détermination desdites quantités de polluants émis est effectuée en réalisant les étapes suivantes : i) on calcule au moyen desdits modèles, pour des réglages donnés dudit moteur, les quantités de polluants émis sur chaque point d'une trace fonction du régime Ne, de la charge Lo, et de la température T caractérisant le cycle de conduite à partir d'une somme pondérée de polluants calculés en appliquant ces réglages sur lesdits modèles déterminés sur les points régime, charge, température encadrant le point de la trace ; ii) on calcule les émissions cumulées de polluant sur l'ensemble du cycle en sommant sur toute la durée du cycle les quantités de polluant précédemment calculées sur chaque point de la trace du cycle. Advantageously, at least one of said evolution laws is quadratic or linear. According to a second embodiment of the invention, said interpolation laws are weightings depending on the temperature of said models. Preferably, the determination of the said quantities of pollutants emitted is carried out by carrying out the following steps: i) the amounts of pollutants emitted on each point of a trace according to the engine speed are calculated by means of said models, for given adjustments of said engine, , the load Lo, and the temperature T characterizing the driving cycle from a weighted sum of pollutants calculated by applying these adjustments to the said models determined on the points regime, load, temperature surrounding the point of the trace; ii) Cumulative emissions of pollutant are calculated over the entire cycle by summing over the cycle duration the amounts of pollutant previously calculated on each point of the cycle trace.
Selon l'invention, lesdites mesures peuvent être déterminées par un plan d'expérience aux températures To et TI , lesdites mesures permettant de construire des modèles globaux représentant les quantités des polluants émis en fonction du régime Ne , de la charge Lo du moteur et des paramètres de contrôle Fi, aux températures To et Ti : R; (Are, Lo, Pi ,T0) et Ri(Are,Lo,PJ,T1): avec : R, : quantité du polluant i émis; Ne : régime du moteur ; Lo : charge du moteur ; : ensemble des paramètres de contrôle moteur; et T : température. According to the invention, said measurements can be determined by an experimental design at the temperatures To and TI, said measurements making it possible to construct global models representing the quantities of the pollutants emitted as a function of the regime Ne, of the load Lo of the engine and of the Fi control parameters, at temperatures To and Ti: R; (Are, Lo, Pi, T0) and Ri (Are, Lo, PJ, T1): with: R,: quantity of the pollutant i emitted; Ne: engine speed; Lo: engine load; : set of motor control parameters; and T: temperature.
Alternativement, les mesures des quantités des polluants i émis Ri(Nek,L0k,T0) et Ri (Nek,Lok,T1) aux températures To et TI sont réalisées pour N couples de valeurs du régime dudit moteur Ne I charge du moteur Lo, les quantités des polluants i émis pour un régime dudit moteur et une charge quelconques aux températures To et Ti sont déterminées en pondérant les quantités de polluants mesurées : k=N Ri (Ne,Lo,T0)=IakRi(Nek,Lok,T0) et k=1 k=N Ri (Ne,Lo,T1)=IotkRi(Nek,Lok,7j); k=1 avec : : quantité du polluant i émis; Ne : régime du moteur ; Lo : charge du moteur ; a k : coefficient de pondération des émissions, ce coefficient dépend des conditions de régime Ne et de charge Lo ; T : température ; et k : indice des mesures avec 1 n N. De manière avantageuse, pour déterminer les quantités des polluants émis aux températures To ou TI sur un point régime charge donné, on prend en compte uniquement les quantités de polluants émis sur des points de fonctionnement réalisés à la même température encadrant le point régime, charge considéré. Alternatively, the measurements of the quantities of pollutants i emitted Ri (Nek, L0k, T0) and Ri (Nek, Lok, T1) at the temperatures To and TI are carried out for N pairs of values of the speed of said motor Ne I charge of the motor Lo, the quantities of pollutants i emitted for a regime of said engine and any load at the temperatures To and Ti are determined by weighting the quantities of pollutants measured: k = N Ri (Ne, Lo, T0) = IakRi (Nek, Lok, T0) and k = 1 k = N R1 (Ne, Lo, T1) = IotkRi (Nek, Lok, 7j); k = 1 with:: quantity of pollutant i emitted; Ne: engine speed; Lo: engine load; a k: emission weighting coefficient, this coefficient depends on the conditions of regime Ne and load Lo; T: temperature; and k: index of measurements with 1 n N. Advantageously, in order to determine the quantities of pollutants emitted at the To or TI temperatures over a given load regime point, only the quantities of pollutants emitted on operating points made are taken into account. at the same temperature framing the point regime, load considered.
Pour le premier mode de réalisation, on peut déterminer lesdites quantités de polluants émis en réalisant les étapes suivantes : i) on associe à chaque température une pondération /oie) de quantités de polluants émis, ladite pondération étant égale à la valeur de la loi d'évolution à la température T ; ii) on détermine les émissions de polluants par pondération des quantités de polluants émis à To et Ti déterminés au moyen desdits modèles dans les mêmes conditions de régime Ne , charge Lo et paramètres de contrôle Pj aux températures To et T1 en fonction de ladite pondération : Ri(Ne, Lo, Pi ,T) = loi,(T)x R,(Ne, Lo, Pi , ) + - /oii (7'))x R (Ne, Lo,Pi ,T0) avec : R. : quantité du polluant i émis; Ne : régime du moteur ; Lo : charge du moteur; : ensemble des paramètres de contrôle moteur T : température ; et /oi,(T): coefficient de pondération en température de la loi d'évolution du polluant i. Préférentiellement, les paramètres réglés à l'étape c) sont choisis parmi : les paramètres de contrôle de l'injection, de la masse d'air, de la recirculation des gaz d'échappement, de la suralimentation. Selon l'invention, le critère minimisé pour calibrer ledit moteur est la quantité d'un des polluants émis en vérifiant que chaque quantité des autres polluants émis est inférieure à un seuil. En outre, le cumul des polluants peut être calculé en sortie du système de post traitement des gaz d'échappement équipant ledit moteur, en multipliant à tout instant du cycle les quantités de polluants émis issus dudit moteur par une loi d'efficacité du système de post traitement sur le polluant considéré établie sur le cycle considéré. Présentation succincte des figures D'autres caractéristiques et avantages du procédé selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après. Les figures I a) et 1 b) illustrent des évolutions de quantités de polluants : HC, CO, CO2 et NOx en fonction de la température. For the first embodiment, said quantities of pollutants emitted can be determined by carrying out the following steps: i) associating with each temperature a weighting (oie) of quantities of pollutants emitted, said weighting being equal to the value of the law of evolution at temperature T; ii) pollutant emissions are determined by weighting the amounts of pollutants emitted at To and Ti determined by means of said models under the same conditions of regime Ne, charge Lo and control parameters Pj at temperatures T0 and T1 as a function of said weighting: Ri (Ne, Lo, Pi, T) = law, (T) x R, (Ne, Lo, Pi,) + - / oii (7 ')) x R (Ne, Lo, Pi, T0) with: R .: quantity of the pollutant i emitted; Ne: engine speed; Lo: engine load; : set of motor control parameters T: temperature; and / oi, (T): temperature weighting coefficient of the law of evolution of the pollutant i. Preferably, the parameters set in step c) are chosen from: the control parameters of the injection, of the air mass, of the recirculation of the exhaust gases, of the supercharging. According to the invention, the criterion minimized for calibrating said engine is the quantity of one of the pollutants emitted by verifying that each quantity of the other pollutants emitted is lower than a threshold. In addition, the accumulation of pollutants can be calculated at the output of the after-treatment system of the exhaust gases equipping said engine, by multiplying at any moment in the cycle the quantities of pollutants emitted from said engine by a law of efficiency of the fuel system. post-treatment on the pollutant considered established on the considered cycle. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other characteristics and advantages of the method according to the invention will appear on reading the following description of nonlimiting examples of embodiments, with reference to the appended figures and described below. Figures I a) and 1 b) show changes in the quantities of pollutants: HC, CO, CO2 and NOx as a function of temperature.
Les figures 2a) à 2c) montrent des exemples de lois approximant les évolutions des quantités de polluants en fonction de la température. Les figures 3a) à 3f) illustrent la construction de lois d'évolution des quantités de polluants émis. La figure 4 représente une technique de pondération pour une méthode dite globale. Figures 2a) to 2c) show examples of laws approximating changes in the amounts of pollutants as a function of temperature. Figures 3a) to 3f) illustrate the construction of laws of evolution of the amounts of pollutants emitted. FIG. 4 represents a weighting technique for a so-called global method.
La figure 5 représente une technique de pondération pour une méthode dite mixte. La figure 6 illustre un cycle de conduite NEDC. La figure 7 représente un premier mode de réalisation d'une loi de contrôle. La figure 8 représente une deuxième mode de réalisation d'une loi de contrôle. FIG. 5 represents a weighting technique for a so-called mixed method. Figure 6 illustrates a NEDC driving cycle. Figure 7 shows a first embodiment of a control law. FIG. 8 represents a second embodiment of a control law.
Description détaillée du procédé Notations Au cours de la description, les notations suivantes seront utilisées : Ne : régime du moteur. Detailed description of the process Notations During the description, the following notations will be used: Ne: engine speed.
Lo : charge du moteur. La charge peut se caractériser par différentes grandeurs, comme par exemple la pression moyenne effective PME, qui est le rapport entre le travail fourni par le moteur durant un cycle et la cylindrée du moteur. T : température du liquide du système de refroidissement équipant le moteur, cette température donne une image de la température du moteur. Ce liquide étant composé d'eau avec additif on parlera par la suite de température d'eau. : température d'eau "froide", correspondant à une température d'eau représentative du démarrage du moteur, en général, cette température est comprise entre 10 et 40 °C, on pourra choisir notamment une température de 20 °C. 150 : température d'eau "chaude", correspondant à la température d'eau correspondant à un fonctionnement stabilisé à chaud, lorsque la boucle de régulation de refroidissement moteur est activée, en général, cette température est comprise entre 70 et 100 °C, on pourra choisir notamment une température de 90 °C. 20 Ri : quantité, notée également réponse, de polluant i émis, i pouvant être des hydrocarbures HC, de l'oxyde de carbone CO, du dioxyde de carbone CO2, des oxydes d'azote NOx ou d'autres émissions du moteur. : paramètre(s) de contrôle moteur j au point considéré, pouvant être un débit d'air, une pression admission, une quantité injectée, une pression d'injection, 25 un phasage entre injections, ou tout autre paramètre exprimé sous la forme de cartographie utilisée par les algorithmes de contrôle du moteur, ces cartographies étant généralement exprimées en fonction du régime, de la charge et parfois d'autres paramètres comme la température d'eau moteur : coefficient de pondération des émissions, ce coefficient est choisi en fonction 30 des valeurs de régime Ne et de charge Lo. : loi d'évolution de la quantité du polluant i, fonction de la température, cette valeur sert de coefficient de pondération en température. Lo: engine load. The load can be characterized by different sizes, such as the effective average pressure PME, which is the ratio between the work provided by the engine during a cycle and the engine displacement. T: liquid temperature of the cooling system fitted to the engine, this temperature gives an image of the engine temperature. This liquid being composed of water with additive will be discussed later water temperature. water temperature "cold", corresponding to a water temperature representative of the engine start, in general, this temperature is between 10 and 40 ° C, we can choose in particular a temperature of 20 ° C. 150: "hot" water temperature, corresponding to the water temperature corresponding to a hot stabilized operation, when the engine cooling control loop is activated, in general, this temperature is between 70 and 100 ° C, we can choose in particular a temperature of 90 ° C. R 1: the amount, also noted as response, of emitted pollutant, i which may be HC hydrocarbons, CO carbon monoxide, CO2 carbon dioxide, NOx nitrogen oxides or other engine emissions. engine control parameter (s) j at the point in question, which may be an air flow, an intake pressure, an injected quantity, an injection pressure, a phasing between injections, or any other parameter expressed in the form of cartography used by the engine control algorithms, these maps being generally expressed as a function of the speed, the load and sometimes other parameters such as the engine water temperature: emission weighting coefficient, this coefficient is chosen in function 30 Ne and Lo load values. : law of evolution of the quantity of the pollutant i, function of the temperature, this value serves as coefficient of weighting in temperature.
L'invention concerne un procédé de calibration d'un moteur à combustion interne pour limiter des émissions de polluants, ledit moteur comportant un système de refroidissement. Pour ce procédé, on réalise les étapes suivantes : a) on mesure des quantités de polluants émis à température fixe d'eau du système de refroidissement à au moins deux températures Tc et T1 en faisant varier le régime Ne , la charge Lo dudit moteur ainsi que des paramètres de réglage Pj, la température T0 correspondant à une température de fonctionnement dudit moteur, et la température TI correspondant à une température de démarrage dudit moteur ; b) on construit des modèles de quantification des polluants émis à partir desdites mesures aux températures, au moins 7'0 et Ti pour lesquelles des mesures ont été effectuées, lesdits modèles quantifiant les émissions de polluants en fonction du régime du moteur Ne , de la charge du moteur Lo et des différents paramètres de réglage Pj ; et c) on calibre ledit moteur en recherchant parmi les réglages dudit moteur, ceux qui minimisent les quantités de polluants émis sur un cycle de conduite, lesdites quantités de polluants émis étant déterminées à partir desdits modèles et à partir de lois d'interpolations entre lesdits modèles, lesdites lois d'interpolation étant fonction de la température. On appelle procédé de calibration d'un moteur, un processus permettant de déterminer les réglages du moteur qui optimisent un critère, dans notre cas il s'agit de minimiser les émissions de polluants. Etape a) Mesures expérimentales Le procédé selon l'invention se base sur l'utilisation d'un modèle prenant en compte les températures "chaude" T0 (en fonctionnement stabilisé du moteur, c'est-à-dire autour de 90 °C) et "froide" Ti (correspondant au démarrage du moteur, c'est-à-dire autour de 20 °C). Pour construire un modèle précis, représentatif du comportement réel du moteur, il est utile de faire intervenir des mesures expérimentales par plan d'expérience. Une première série d'essais en fonctionnement stabilisé, visant à mesurer les quantités de polluants émis en fonction des paramètres de réglage du moteur, est réalisée à températures fixes et pour des régimes, charges et réglages variables. Pour cette série d'essais, on choisit au moins deux températures T0 et Ti , T0 correspondant à une température "chaude", TI correspondant à une température "froide". Dans un mode de réalisation, on choisira uniquement deux températures To et T1, afin de limiter le nombre d'essais à mener. Toutefois, si on souhaite obtenir un modèle précis, on peut choisir des températures intermédiaires T,, (Ti To). Pour ces essais on peut utiliser deux méthodes : une méthode dite globale, pour laquelle on détermine les essais à mener à l'aide de plans d'expériences zonaux incluant le régime et la charge parmi les paramètres du plan aux températures To et Ti , et optionnellement T,,, cette méthode présente l'avantage de balayer de manière fine l'espace régime et charge, ou une méthode dite mixte, pour laquelle on sélectionne N essais à mener à l'aide de plans d'expérience locaux à régime et charge fixés, de préférence on choisit N points de fonctionnement (PF) représentatifs d'un cycle normalisé fonction uniquement de la charge et du régime du moteur, aux températures To et TI , et optionnellement T,,, cette méthode présente l'avantage d'une mise en oeuvre aisée, car moins de mesures sont nécessaires pour chaque plan. La figure 6 illustre les points de fonctionnement (PF) pouvant être sélectionnés sur un cycle normalisé NEDC. Étape b) Construction des modèles On appelle modèle de quantification des polluants émis, un modèle permettant de quantifier les émissions de tous les polluants en fonction du régime Ne du moteur, de la charge Lo du moteur et des différents paramètres de réglage Pj. A l'aide d'un tel modèle, il est donc possible de déterminer les émissions de chaque polluant pour toutes les valeurs de réglages, régime et charge. The invention relates to a method of calibrating an internal combustion engine to limit emissions of pollutants, said engine comprising a cooling system. For this process, the following steps are carried out: a) the quantities of pollutants emitted at a fixed water temperature of the cooling system are measured at at least two temperatures Tc and T1 by varying the regime Ne, the charge Lo of said engine, and that adjustment parameters Pj, the temperature T0 corresponding to an operating temperature of said engine, and the temperature TI corresponding to a starting temperature of said engine; b) the quantification models of the pollutants emitted from said measurements are constructed at temperatures, at least 7'0 and Ti for which measurements have been made, said models quantifying the pollutant emissions as a function of the engine speed Ne, the load of the motor Lo and the various adjustment parameters Pj; and c) calibrating said engine by searching among the settings of said engine, those which minimize the amounts of pollutants emitted on a driving cycle, said quantities of emitted pollutants being determined from said models and from interpolation laws between said models, said interpolation laws being a function of the temperature. An engine calibration process is a process of determining engine settings that optimize a criterion, in our case minimizing pollutant emissions. Step a) Experimental measurements The method according to the invention is based on the use of a model taking into account the "hot" temperatures T0 (in stabilized operation of the engine, that is to say around 90 ° C.) and "cold" Ti (corresponding to the starting of the engine, that is to say around 20 ° C). To build a precise model, representative of the real behavior of the engine, it is useful to involve experimental measurements by experimental design. A first series of tests in stabilized operation, aimed at measuring the quantities of pollutants emitted as a function of the engine control parameters, is performed at fixed temperatures and for variable speeds, loads and adjustments. For this series of tests, at least two temperatures T0 and Ti are chosen, T0 corresponding to a "hot" temperature, TI corresponding to a "cold" temperature. In one embodiment, only two temperatures To and T1 will be chosen, in order to limit the number of tests to be carried out. However, if one wishes to obtain a precise model, one can choose intermediate temperatures T ,, (Ti To). For these tests it is possible to use two methods: a so-called global method, for which the tests to be carried out using zonal test plans including the regime and the load among the parameters of the plane at the temperatures T 0 and T 1, and optionally T ,,, this method has the advantage of sweeping finely the space regime and load, or a so-called mixed method, for which N tests are selected to be conducted using local experiments plan and fixed load, preferably N operating points (PF) representative of a normalized cycle based only on the load and the engine speed, at temperatures T0 and T0, and optionally T ,, are chosen, this method has the advantage of it is easy to implement because fewer steps are needed for each plan. Figure 6 illustrates the operating points (PF) that can be selected on a NEDC standard cycle. Step b) Construction of the models A model for quantification of the emitted pollutants is a model making it possible to quantify the emissions of all the pollutants as a function of the engine speed Ne, the engine load Lo and the various adjustment parameters Pj. Using such a model, it is therefore possible to determine the emissions of each pollutant for all values of settings, speed and load.
La construction des modèles permet d'associer à chaque valeur de couple, charge, et de réglages des quantités de polluants émis aux températures To et Ti , et optionnellement T,, pour lesquelles des essais ont été menés. Pour ce faire, deux méthodes sont applicables correspondant aux méthodes dites globale et mixte de l'étape de mesure. La figure 4 illustre la méthode dite "globale". Pour cette méthode, lesdites mesures sont déterminées par des plans d'expérience zonaux aux températures To et Ti , et optionnellement T,,, lesdites mesures permettant de construire des modèles globaux représentant les quantités des polluants émis R, en fonction du régime Ne, de la charge Lo et des paramètres de contrôle moteur Pj du moteur aux températures To et Ti , et optionnellement T, : R (Ne,Lo,P),T0), R1(Ne,Lo,PJ,7i), R1(Ne,Lo,13j, ). Ces modèles globaux sont représentés par des plans hachurés sur la figure 4. La figure 5 illustre la méthode dite "mixte". Pour cette méthode, lesdites mesures des quantités des polluants i émis 110e',PME',T0) et Ri(Ne,,,,PME',T) pour des valeurs Pi données des paramètres de contrôle moteur sont déterminées pour N couples de valeurs du régime dudit moteur Ne / charge du moteur Lo aux températures To et T1, et optionnellement . Les quantités des polluants i émis pour un régime dudit moteur et une charge quelconques aux températures To et Ti sont déterminées en pondérant les quantités de polluants mesurées : k=N Ri (Ne,Lo,T0)=IakRi(Nek,Lok,T0) et k=1 k=N Ri (Ne,Lo,T),-- EakRi(Nek,Lok,T3 k=1 De préférence, chaque point du cycle est discrétisé relativement aux trois points qui l'entourent. Ainsi, dans les formules ci-dessus, ak.-1 si les trois couples régime/charge les plus proches sont répartis de manière uniforme autour du point du cycle et ak= 0 pour les autres points. Pour que chaque point de la trace puisse être encadré par un nombre de points suffisants à chaud et à froid (en général trois points sur chacun des plans "chaud" et "froid") et par conséquent pour assurer une bonne précision du modèle, il est nécessaire de choisir précautionneusement les points pour lesquels les mesures sont réalisées. De manière préférentielle, on choisit des points de fonctionnement sur un cycle de conduite normalisé. La figure 6, illustre des points d'un cycle normalisé NEDC dans le plan régime, charge. Pour obtenir ce type de graphique, le cycle de conduite exprimé en vitesse du véhicule en fonction du temps a été "converti" dans le plan régime, charge, à l'aide d'un modèle tenant compte des caractéristiques du véhicule et de sa transmission. Sur cette figure, les losanges représentent des points du cycle échantillonnés à une seconde et les carrés sont les points de fonctionnement (PF) choisis pour la méthode dite "mixte". Certains de ces points servent à la fois pour la température "chaude" et pour la température "froide", alors que d'autres servent uniquement pour la température "froide". En effet, on pourra par exemple considérer sur un cycle NEDC que toute la zone EUDC (pour Extra-Urban Driving Cycle : partie du cycle de conduite correspondant à une conduite en zone extra-urbaine) est effectuée à "chaud", même si la température n'est pas encore totalement régulée par le calorstat équipant le moteur. Cela permettra de limiter la réalisation des plans d'expériences à "froid" à la zone ECE (correspondant à une conduite en zone urbaine). Ainsi, tous les points réalisés avant le cycle EUDC pourront alors être modélisés en fonction de la température et ceux du cycle EUDC ne seront modélisés qu'à "chaud". En cas d'extrapolation pour des points du cycle pour lesquels la température T est inférieure à TI , un poids ak supérieur à 1 est réparti entre les trois points de fonctionnement "froids", et un poids ak négatif sera à répartir entre les trois points de fonctionnement 10 "chauds". Étape c) Optimisation des réglages moteurs On réalise cette optimisation dans le but de respecter des objectifs portant sur les réponses. Les principes directeurs de l'étape d'optimisation des réglages sont : 15 de chercher la meilleure configuration possible des réglages, sans devoir réaliser de nouveaux essais. Cela est rendu possible par l'utilisation des modèles construits à l'étape b) qui donnera accès aux réponses du moteur en fonction des réglages cartographiques en suivant les lois de contrôle décrites ci-dessous. d'optimiser les réglages cartographiques de manière à atteindre des objectifs 20 d'émissions cumulées sur l'ensemble du cycle ainsi que sur d'autres paramètres représentés par les modèles d'optimiser ces réglages à partir d'une action directe sur les cartographies. Pour cela chaque cartographie sera elle même modélisée au travers d'un nombre restreint de paramètres afin de faciliter le travail d'optimisation. 25 Les réglages du moteur sont notamment : le contrôle des différents paramètres du système d'injection : par exemple la pression, la quantité et le phasage de chaque injection, de la masse d'air dans le cylindre, de I'EGR (recirculation des gaz d'échappement), de la suralimentation ... Ces réglages sont classiquement contenus dans des cartographies du moteur, dont les principales données d'entrée sont le régime et la charge. 30 En jouant sur ces différents réglages, on modifie le comportement du moteur, c'est à dire ses réponses notamment en termes d'émissions, de bruit, et de consommation du moteur. Lorsqu'on utilise le moteur dans un véhicule donné parcourant un cycle normalisé, le moteur suit une trace (régime, charge, température) en fonction du temps qui peut être déterminée expérimentalement ou par simulation à partir des caractéristiques du véhicule. A 35 chaque instant les réglages du moteur sont alors donnés par les cases des cartographies actives correspondant au point de la trace définie par les valeurs de régime, charge, et température. En utilisant les modèles de quantification décrivant les réponses du moteur en fonction de ces trois valeurs et des paramètres de réglage, on est donc en mesure de caractériser les réponses instantanées mais aussi les réponses cumulées sur l'ensemble du cycle en fonction des réglages choisis dans les cartographies. Dans le cas de la méthode dite globale, ce calcul se fera à partir d'une représentation du cumul sur le cycle par la somme pondérée des réponses (en fonction des lois de comportement thermiques choisies) sur les modèles globaux "chaud" et "froid". Dans le cas de la méthode mixte, ce calcul se fera à partir d'une représentation du cumul sur le cycle par une somme pondérée de modèles des réponses moteur sur des points de fonctionnement "chaud" et "froid". L'originalité de l'approche proposée réside dans la capacité à optimiser simultanément les différentes cartographies "chaudes" et "froides", en tenant compte de leur loi d'application contenue dans le contrôle moteur. En effet, les modèles obtenus permettent de donner les réponses du moteur en fonction des paramètres de contrôle dans tout l'espace (régime, charge, température d'eau) et donc de voir simultanément l'effet des modifications des différentes cartographies chaudes et froides sur les cumuls des réponses. Pour réaliser cette étape on détermine les quantités de polluants émis sur un cycle de conduite, pour cela on détermine d'abord grâce aux modèles les quantités de polluants émis aux températures To , T, , et optionnellement Tn , puis on interpole à la température considérée, grâce à une loi d'interpolation fonction de la température. Ensuite, on recherche les réglages qui minimisent les quantités de polluants émis. The construction of the models makes it possible to associate with each value of torque, load, and adjustments the quantities of pollutants emitted at the temperatures To and Ti, and optionally T ,, for which tests have been carried out. To do this, two methods are applicable corresponding to the so-called global and mixed methods of the measurement step. Figure 4 illustrates the so-called "global" method. For this method, said measurements are determined by zonal experiment plans at temperatures T 0 and T 1, and optionally T 1, said measurements making it possible to construct global models representing the quantities of pollutants emitted R, as a function of the regime Ne, of the load Lo and motor control parameters Pj of the motor at the temperatures To and Ti, and optionally T,: R (Ne, Lo, P), T0), R1 (Ne, Lo, Pj, 7i), R1 (Ne, Lo, 13j,). These global models are represented by hatched planes in FIG. 4. FIG. 5 illustrates the so-called "mixed" method. For this method, said measurements of the quantities of pollutants emitted 110e ', PME', T0) and Ri (Ne ,,,, PME ', T) for given Pi values of the engine control parameters are determined for N pairs of values. the speed of said motor Ne / load Lo motor at temperatures To and T1, and optionally. The quantities of pollutants i emitted for a regime of said engine and any load at the temperatures To and Ti are determined by weighting the quantities of pollutants measured: k = N Ri (Ne, Lo, T0) = IakRi (Nek, Lok, T0) and k = 1 k = N Ri (Ne, Lo, T), - EakRi (Nek, Lok, T3 k = 1 Preferably, each point of the cycle is discretized with respect to the three points which surround it. formulas above, ak.-1 if the three closest regime / load pairs are evenly distributed around the point of the cycle and ak = 0 for the other points, so that each point of the trace can be framed by a number of sufficient hot and cold points (usually three points on each of the "hot" and "cold" planes) and therefore to ensure a good accuracy of the model, it is necessary to carefully select the points for which the measurements are Preferably, operating points are selected on a cyclic axis. Figure 6 illustrates points of a standardized NEDC cycle in the load regime. To obtain this type of graph, the driving cycle expressed in vehicle speed as a function of time has been "converted" in the speed plan, load, using a model taking into account the characteristics of the vehicle and its transmission. . In this figure, the diamonds represent points of the cycle sampled at one second and the squares are the operating points (PF) chosen for the so-called "mixed" method. Some of these points are used for both "hot" and "cold" temperatures, while others are for "cold" temperature only. In fact, it will be possible for example to consider on a NEDC cycle that the whole area EUDC (for Extra-Urban Driving Cycle: part of the driving cycle corresponding to a driving in an extra-urban zone) is carried out "hot", even if the temperature is not yet fully regulated by the calorstat equipping the engine. This will limit the realization of "cold" experimental plans to the ECE zone (corresponding to driving in urban areas). Thus, all the points made before the EUDC cycle can then be modeled according to the temperature and those of the EUDC cycle will only be modeled at "hot". In the case of extrapolation for points of the cycle for which the temperature T is less than T1, a weight ak greater than 1 is distributed between the three "cold" operating points, and a negative weight ak will be distributed between the three points. 10 "hot" operating mode. Step c) Optimization of the motor settings This optimization is carried out in order to respect objectives related to the answers. The guiding principles of the tuning optimization step are: to look for the best possible configuration of the settings, without having to retest. This is made possible by the use of the models constructed in step b) which will give access to the engine responses according to the map settings by following the control laws described below. to optimize the map settings so as to achieve cumulative emissions objectives over the entire cycle as well as other parameters represented by the models to optimize these settings from a direct action on the maps. For that, each cartography will itself be modeled through a small number of parameters in order to facilitate the optimization work. The engine settings are notably: the control of the various parameters of the injection system: for example the pressure, the quantity and the timing of each injection, the air mass in the cylinder, the EGR (recirculation of exhaust gas), supercharging ... These settings are typically contained in engine maps, the main input data are the speed and load. By playing on these different settings, the engine behavior is modified, ie its responses including in terms of emissions, noise, and engine consumption. When using the engine in a given vehicle traversing a standard cycle, the engine follows a track (speed, load, temperature) as a function of time that can be determined experimentally or by simulation from the characteristics of the vehicle. At each instant the engine settings are then given by the boxes of the active maps corresponding to the point of the track defined by the values of speed, load, and temperature. By using the quantization models describing the motor responses according to these three values and the adjustment parameters, it is therefore possible to characterize the instantaneous responses but also the cumulative responses over the entire cycle according to the settings chosen in the maps. In the case of the so-called global method, this calculation will be based on a representation of the cumulation on the cycle by the weighted sum of the responses (according to the selected thermal behavior laws) on the global "hot" and "cold" models. ". In the case of the mixed method, this calculation will be based on a representation of the cumulation on the cycle by a weighted sum of models of the engine responses on "hot" and "cold" operating points. The originality of the approach proposed lies in the ability to simultaneously optimize the various "hot" and "cold" maps, taking into account their application law contained in the engine control. Indeed, the models obtained make it possible to give the responses of the engine according to the control parameters in all the space (regime, load, temperature of water) and thus to see simultaneously the effect of the modifications of the various hot and cold cartographies on the cumulative responses. To carry out this step, the quantities of pollutants emitted over a driving cycle are determined, for which the quantities of pollutants emitted at temperatures T 0, T 1, and optionally T n are first determined by means of the models, then interpolated to the temperature considered. , thanks to an interpolation law depending on the temperature. Then we look for settings that minimize the amount of pollutants emitted.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les lois d'interpolation utilisées sont des lois d'évolution de quantité de chaque polluant émis en fonction de la température. Pour cela, il est nécessaire de réaliser une deuxième série de mesures. Lors de cette étape, on détermine pour chaque polluant une loi d'évolution de quantité de polluant émis en fonction de la température d'eau. Une loi d'évolution est une loi mathématique approximant une évolution réelle d'un paramètre. Une loi d'évolution de quantités d'un polluant émis approxime donc la quantité (réponse) du polluant émis en fonction de la température d'eau. Les figures I a) et 1 b) représentent les quantités mesurées d'hydrocarbures (HC), d'oxyde de carbone (CO), de dioxyde de carbone (CO2) et d'oxydes d'azote (NOx) en fonction de la température d'eau. Il apparait que l'évolution des émissions en fonction de la température est le plus souvent de nature quadratique : - décroissant pour HC, CO et CO2 avec une pente très faible à chaud, et - croissant en fonction de la température pour NOx avec une pente très faible à froid. On se base pour cela sur les mesures expérimentales concernant une montée en température de T1 à To . Le principe expérimental le plus simple est de réaliser des montées naturelles en température en fixant les réglages entre les températures TI et To . Une autre façon de procéder consiste à réaliser des points de fonctionnement en stabilisé (en fixant les mêmes réglages) à différents niveaux de température (stabilisée) au banc d'essai du moteur. Cette dernière méthode est moins représentative du fonctionnement réel du moteur, mais s'inscrit bien dans la logique du procédé, puisqu'il s'agit d'effectuer une interpolation entre des modèles établis en fonctionnement stabilisé. Selon l'invention, une seule montée en température est nécessaire pour le procédé. Toutefois, pour bien appréhender la forme des lois d'évolution à utiliser, il peut être réalisé plusieurs montées naturelles en température à réglage fixe ainsi que quelques essais de confirmation en stabilisé aux températures To et . Les figures 1 a) et 1b) montrent des exemples de réponses (quantités de polluants émis) obtenus en fonction de la température. Pour obtenir les courbes d'évolution des émissions en fonction de la température moteur, d'autres types de mesures expérimentales peuvent être envisagées, comme l'utilisation de variations lentes (par exemple sous forme sinusoïdale) des paramètres de contrôle moteur lors de montée en température à régime et charge moteur fixe, qui permettraient de vérifier que la loi type reste une bonne approximation du comportement physique quel que soit le réglage retenu. According to a first embodiment of the invention, the interpolation laws used are laws of change in quantity of each pollutant emitted as a function of temperature. For this, it is necessary to carry out a second series of measurements. During this step, for each pollutant, a law is determined for changing the amount of pollutant emitted as a function of the water temperature. A law of evolution is a mathematical law approximating a real evolution of a parameter. A law of evolution of quantities of an emitted pollutant therefore approximates the quantity (response) of the pollutant emitted as a function of the water temperature. Figures Ia) and 1b) show the measured quantities of hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2) and nitrogen oxides (NOx) as a function of water temperature. It appears that the evolution of emissions as a function of temperature is most often of a quadratic nature: - decreasing for HC, CO and CO2 with a very low slope when hot, and - increasing as a function of the temperature for NOx with a slope very cold. This is based on experimental measurements concerning a rise in temperature from T1 to To. The simplest experimental principle is to achieve natural temperature rise by setting the settings between TI and To temperatures. Another way of doing this is to achieve stabilized operating points (setting the same settings) at different (stabilized) temperature levels at the engine test bed. The latter method is less representative of the actual operation of the engine, but fits well in the logic of the process, since it is to perform an interpolation between models established in stabilized operation. According to the invention, a single rise in temperature is necessary for the process. However, in order to fully understand the shape of the evolution laws to be used, it is possible to carry out a number of natural climatic rises with a fixed setting, as well as a few confirmation tests stabilized at temperatures T 0 and. Figures 1 a) and 1b) show examples of responses (amounts of pollutants emitted) obtained as a function of temperature. In order to obtain the evolution curves of the emissions as a function of the engine temperature, other types of experimental measurements can be envisaged, such as the use of slow variations (for example in sinusoidal form) of the engine control parameters during a rise in temperature at steady state and fixed engine load, which would make it possible to verify that the model law remains a good approximation of the physical behavior whatever the chosen setting.
Une fois les mesures effectuées, on choisit une fonction pouvant approximer la courbe de la réponse en fonction de la température. Avantageusement, cette étape est réalisée de manière automatique, par exemple à l'aide d'un programme informatique. De préférence, on choisira une loi quadratique ou une loi linéaire qui présentent les avantages d'être facilement mises en oeuvre, car facilement paramétrables et d'être représentatives de l'évolution réelle. Once the measurements have been made, a function is chosen which can approximate the curve of the response as a function of the temperature. Advantageously, this step is performed automatically, for example using a computer program. Preferably, one will choose a quadratic law or a linear law which presents the advantages of being easily implemented, because easily parameterizable and to be representative of the real evolution.
En effet, on observe un comportement proche d'une loi quadratique avec pente nulle à une température "chaude" (température de fonctionnement du moteur, en général autour de 90°C) pour les hydrocarbures HC, les oxydes de carbone CO et les dioxydes de carbone CO2 et d'une loi quadratique avec pente nulle à une température "froide" (température correspondant à un démarrage d'un véhicule, en général autour de 20°C) pour les oxydes d'azote NOx. Toutefois les courbures mesurées sont souvent inférieures à la courbure que donnerait une loi quadratique avec pente nulle à 90°C, ce qui montre qu'une loi linéaire peut également donner de bons résultats. Une modélisation quadratique avec température de pente nulle prédéterminée est adaptée si on travaille avec uniquement deux températures d'essais To et Ti , car elle permet de bien rendre compte des remontées de HC, CO et CO2 à basse température par l'implantation de lois permettant une tangente nulle à "chaud", par exemple à 90°C ou 80°C et de l'évolution non linéaire des NOx par l'implantation de lois permettant une tangente nulle à froid, par exemple à 20°C. Si on travaille avec trois températures d'essais Tc, , T1 et T2 on peut utiliser une modélisation linéaire par morceaux ou préférentiellement une modélisation quadratique entre les trois mesures, qui rendra mieux compte des phénomènes de tangentement. Au delà de trois températures d'essais Tc, , T, , T2 ... T, une modélisation linéaire par morceaux est plus adaptée, notamment car elle nécessite moins de calage. Un exemple de méthode de calcul de ces lois est décrit dans la partie annexe de la description. Indeed, we observe a behavior close to a quadratic law with zero slope at a "hot" temperature (motor operating temperature, generally around 90 ° C) for HC hydrocarbons, carbon oxides CO and dioxides of CO2 carbon and a quadratic law with zero slope at a "cold" temperature (temperature corresponding to a starting of a vehicle, generally around 20 ° C) for nitrogen oxides NOx. However, the measured curvatures are often smaller than the curvature given by a quadratic law with zero slope at 90 ° C, which shows that a linear law can also give good results. A quadratic modeling with predetermined zero slope temperature is suitable if one works with only two temperatures of tests To and Ti, because it makes it possible to account well for the reassemblies of HC, CO and CO2 at low temperature by the implementation of laws allowing a tangent zero to "hot", for example at 90 ° C or 80 ° C and the nonlinear evolution of NOx by the establishment of laws allowing a zero tangent to cold, for example at 20 ° C. If we work with three test temperatures Tc, T1 and T2 we can use piecewise linear modeling or preferably a quadratic modeling between the three measurements, which will better reflect tangent phenomena. Beyond three test temperatures Tc, T, T2 ... T, piecewise linear modeling is more suitable, especially since it requires less calibration. An example of a method for calculating these laws is described in the appendix of the description.
L'exemple des figures 2a) à 2c) montre les lois constatées pour une montée en température naturelle pour un régime de 1000 tr/min et une pression moyenne effective PME de 4 bars. On remarque une bonne concordance des approximations aussi bien avec des lois d'évolution linéaires qu'avec des lois d'évolution quadratiques. Ensuite, on détermine les quantités de polluants émis pour toutes les valeurs de couple, charge, réglages et température en réalisant les étapes suivantes : i) on associe à chaque température une pondération loi; (T) de quantités de polluants émis, cette pondération étant égale à la valeur de la loi d'évolution à la température T ; et ii) on détermine les émissions de polluants par pondération des quantités de polluants émis à T et Ti déterminés par lesdits modèles pour les mêmes valeurs de régime Ne , de charge Lo et de paramètre de contrôle Pj aux températures To et Ti en fonction de ladite pondération : Ri (Ne,Lo,Pi,T). loi,(T)x R.(Ne,Lo,Pi,T1)±(1-loii(dx R .(Ne,Lo,pi,T0). Pour l'exemple de la figure 4, on suppose que l'on cherche à représenter le point de la trace défini par une croix : il sera discrétisé entre le point "chaud" (90°C) représenté une croix dans le plan du modèle global "chaud" et le point "froid" (40°C) représenté par une croix dans le plan du modèle global froid. Pour déterminer la loi de répartition entre les points chaud et froid on utilisera dans l'exemple la loi d'évolution des hydrocarbures HC représentée à droite, qui est de forme quadratique, avec une valeur nulle à 90°C. Ainsi, pour tout point situé à 70°C, la valeur de la loi d'évolution /oii(70°C) est de 0,3 (la loi d'évolution ayant été adimensionnée entre une valeur 1 à T1 et une valeur 0 à To ), la réponse se calcule alors selon la formule suivante : RHc(Ne,PME,p,70°C)= 0,3 x Rix. (Ne , PME, p ,40°C) + 0,7 x Ri/c. (Ne,PME,PJ,90°C) Pour l'exemple de la figure 5, on suppose que l'on cherche à représenter le point de la trace défini par une croix : il sera discrétisé entre le point "chaud" (90°C) représenté une croix dans le plan "chaud" et le point "froid" (40°C) représenté par une croix dans le plan "froid", chacun de ces points étant eux-mêmes discrétisés au travers des 3 points les entourant : Cl à C3 pour les points "chauds" et Fl à F3 pour les points "froids". Pour déterminer la loi de répartition entre les points "chaud" et "froid" on utilisera dans l'exemple ci-dessous la loi d'évolution de la quantité d'hydrocarbure (HC) émis représentée à droite, qui est de forme quadratique, avec une valeur nulle à 90°C. Ainsi, pour tout point situé à 60°C, la valeur de la loi d'évolution est de 0,2 (la loi d'évolution ayant été adimensionnée entre une valeur 1 à Ti et une valeur 0 à To ), la réponse se calcule alors selon la formule suivante (si on fait l'hypothèse que les points Cl à C3 sont également répartis autour du point chaud et les points Fl à F3 sont également répartis autour du point froid) : RHC (N ' PME ,60°C) = 1 0,2 x [- (N e(F1), PME(F1),40°C) + 3 RHC (Ne 3 3 (F2), PME(F2),40°C) + - RI,c(N e (F3), PME(F3),40° C)1 + 0,8 x 3 - Ri/c. (N e(C1),PME(C1),90°C)+ 3 - RHC (Ne (C2), PME(C2),90°C) + -1Rfic (Ne (C3), PME(C3),90°C)1 3 1 1 Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les lois d'interpolation sont des pondérations desdits modèles locaux (issus de la méthode "mixte") en fonction de la température. Pour ce mode de réalisation, la détermination desdites quantités de polluants émis est effectuée en réalisant les étapes suivantes : i) on calcule au moyen desdits modèles, pour des réglages donnés dudit moteur, les quantités de polluants émis sur chaque point d'une trace fonction du régime Ne, de la charge Lo, et de la température T caractérisant le cycle de conduite à partir d'une somme pondérée de polluants calculés en appliquant ces réglages sur lesdits modèles déterminés sur les points régime, charge, température encadrant le point de la trace ; ii) on calcule les émissions cumulées de polluant sur l'ensemble du cycle en sommant sur toute la durée du cycle les quantités de polluant précédemment calculées sur chaque point de la trace du cycle. The example of FIGS. 2a) to 2c) shows the laws observed for a natural rise in temperature at a speed of 1000 rpm and a mean effective pressure SME of 4 bars. We note a good concordance of the approximations as well with laws of linear evolution as with laws of quadratic evolution. Next, the quantities of pollutants emitted for all the values of torque, load, settings and temperature are determined by carrying out the following steps: i) associating at each temperature a law weighting; (T) quantities of pollutants emitted, this weight being equal to the value of the evolution law at temperature T; and ii) pollutant emissions are determined by weighting the quantities of pollutants emitted at T and Ti determined by said models for the same values of regime Ne, of charge Lo and of control parameter Pj at temperatures T0 and Ti as a function of said weighting: Ri (Ne, Lo, Pi, T). law, (T) x R. (Ne, Lo, Pi, T1) ± (1-lawi (dx R) (Ne, Lo, pi, T0) For the example of Figure 4, assume that the we try to represent the point of the trace defined by a cross: it will be discretized between the "hot" point (90 ° C) represented a cross in the plane of the global model "hot" and the point "cold" (40 ° C ), represented by a cross in the plane of the cold global model To determine the distribution law between the hot and cold points, the law of evolution of hydrocarbons HC represented on the right, which is of quadratic form, with a value of zero at 90 ° C. Thus, for every point situated at 70 ° C., the value of the law of evolution / oii (70 ° C.) is 0.3 (the law of evolution having been dimensioned between a value 1 to T1 and a value 0 to To), the response is then calculated according to the following formula: RHc (Ne, PME, p, 70 ° C) = 0.3 x Rix. (Ne, PME, p, 40 ° C) + 0.7 x Ri / c (Ne, PME, PJ, 90 ° C) For the example of Figure 5, it is assumed that to represent the point of the trace defined by a cross: it will be discretized between the "hot" point (90 ° C) represented a cross in the "hot" plane and the "cold" point (40 ° C) represented by a crosses in the "cold" plane, each of these points being themselves discretized through the 3 points surrounding them: Cl to C3 for the "hot" points and Fl to F3 for the "cold" points. To determine the distribution law between the "hot" and "cold" points, use will be made in the example below of the evolution law of the amount of hydrocarbon (HC) emitted represented on the right, which is of quadratic form, with a zero value at 90 ° C. Thus, for any point situated at 60 ° C., the value of the evolution law is 0.2 (the evolution law having been dimensioned between a value 1 at Ti and a value 0 at To), the response is then calculates according to the following formula (if it is assumed that the points C1 to C3 are also distributed around the hot spot and the points Fl to F3 are also distributed around the cold point): RHC (N 'SME, 60 ° C ) = 1 0.2 x [- (N e (F1), PME (F1), 40 ° C) + 3 RHC (Ne 3 3 (F2), PME (F2), 40 ° C) + - RI, c (N e (F 3), PME (F 3), 40 ° C) 1 + 0.8 x 3 - R 1 / c. (N e (C1), PME (C1), 90 ° C) + 3 - RHC (Ne (C2), PME (C2), 90 ° C) + -1Ref (Ne (C3), PME (C3), 90 ° C) 1 3 1 1 According to a second embodiment of the invention, the interpolation laws are weightings of said local models (from the "mixed" method) as a function of temperature. For this embodiment, the determination of the said quantities of pollutants emitted is carried out by carrying out the following steps: i) the amounts of pollutants emitted on each point of a trace function are calculated by means of said models, for given adjustments of said engine; of the regime Ne, of the charge Lo, and of the temperature T characterizing the driving cycle from a weighted sum of pollutants calculated by applying these adjustments to the said models determined on the points regime, load, temperature surrounding the point of the trace; ii) Cumulative emissions of pollutant are calculated over the entire cycle by summing over the cycle duration the amounts of pollutant previously calculated on each point of the cycle trace.
Ce mode de réalisation consiste à réaliser une approximation des réponses en tout point de la trace à la suite de l'application des réglages cartographiques. Cette approximation est alors effectuée par pondération entre les résultats des modèles locaux à chaud et à froid, sur lesquels sont appliqués les réglages cartographiques. On calcule ensuite un cumul d'émissions sur l'ensemble de la trace, que l'on peut approximer par une somme pondérée des émissions sur des points de fonctionnement à chaud et à froid sur lesquels sont établis les modèles. La phase d'optimisation consiste alors à choisir les réglages cartographiques répondant au mieux aux objectifs assignés. This embodiment consists of approximating the responses at any point of the trace following the application of the map settings. This approximation is then carried out by weighting between the results of the hot and cold local models, on which the cartographic adjustments are applied. A stack of emissions is then calculated over the entire track, which can be approximated by a weighted sum of emissions on hot and cold operating points on which the models are based. The optimization phase then consists in choosing the cartographic settings that best meet the objectives assigned.
Ce mode de réalisation se distingue du précédent par le fait que les réponses en tout point ne sont pas issues comme précédemment d'une somme pondérée des réponses modélisées sur les points à chaud et à froid avec les mêmes réglages contrôle moteur (ce qui permet d'avoir accès à un modèle virtuel dans l'ensemble des dimensions régime, charge, température, réglages à partir duquel est effectué l'étape d'optimisation) mais avec des réglages différents de contrôle du moteur. On utilise préférentiellement une interpolation linéaire entre des modèles réalisés aux différentes températures, le nombre de niveaux de températures ayant alors, tout comme le nombre de points utilisés dans chaque niveau de température, un effet direct sur la précision de l'approximation des réponses en chaque point de la trace. This embodiment is distinguished from the previous one by the fact that the responses at all points do not come as before from a weighted sum of the modeled responses on hot and cold points with the same engine control settings (which allows have access to a virtual model in all the dimensions speed, load, temperature, settings from which is carried out the optimization step) but with different settings of engine control. A linear interpolation is preferably used between models made at different temperatures, the number of temperature levels then having, just like the number of points used in each temperature level, a direct effect on the accuracy of the approximation of the responses in each point of the trace.
Plusieurs lois de contrôle peuvent être utilisées pour introduire la dimension température dans les réglages ; les figures 7 et 8 illustrent deux variantes de réalisation. Selon la variante de réalisation de la figure 7, les réglages sont calculés à l'aide d'une loi de contrôle fondée sur une application en fonction de la température de cartographies (MAP) de moteur de correction à froid. Pour chaque paramètre de contrôle, à régime et charge donnés, le réglage final est obtenu en additionnant le réglage issu des cartographies à "chaud" (WARM MAPS), qui ont pour entrées le régime et la charge, et celui issu des cartographies à "froid" (CORRECTION MAPS), qui ont également pour entrées le régime et la charge, multiplié par la valeur d'un facteur de correction (CORRECTION FACTOR) à la température donnée. Selon la variante de réalisation de la figure 8, les réglages sont calculés à l'aide d'une loi de contrôle fondée sur une interpolation entre cartographies du moteur à différentes températures. Sur cette figure, I désigne l'indice de température, KI désigne le facteur d'interpolation qui est fonction de la température, dans le cas illustré KI est compris entre 1 et 4, et I est la partie entière de KI. On connaît quatre cartographies (MAP 1 à MAP 4) pour un paramètre de réglage donné i qui déterminent les réglages suivant le régime Ne et la charge PME pour 4 températures caractérisées par des indices I allant de 1 à 4. Ensuite, on interpole la consigne au point considéré en appliquant la formule suivante Réglage,(Ne,PME,T)=MAP,(1)x(1-(K1-1))+1IMP,(1+1)x(K1-1). Several control laws can be used to introduce the temperature dimension into the settings; Figures 7 and 8 illustrate two embodiments. According to the embodiment variant of FIG. 7, the adjustments are calculated using a control law based on an application as a function of the cold correction engine map (MAP) temperature. For each control parameter, at given speed and load, the final adjustment is obtained by adding the adjustment resulting from "WARM MAPS", which have the inputs for the speed and the load, and that resulting from the " cold "(CORRECTION MAPS), which also have for inputs the speed and the load, multiplied by the value of a correction factor (CORRECTION FACTOR) at the given temperature. According to the variant embodiment of FIG. 8, the adjustments are calculated using a control law based on an interpolation between engine maps at different temperatures. In this figure, I denotes the temperature index, KI denotes the interpolation factor which is a function of the temperature, in the illustrated case KI is between 1 and 4, and I is the integer part of KI. Four maps are known (MAP 1 to MAP 4) for a given setting parameter i which determine the settings according to the regime Ne and the load PME for 4 temperatures characterized by indices I ranging from 1 to 4. Then, the instruction is interpolated. at the point considered by applying the following formula Adjustment, (NE, MS, T) = MAP, (1) x (1- (K1-1)) + 1IMP, (1 + 1) x (K1-1).
Le mode de réalisation privilégié pour aboutir à des réglages optimaux consiste à minimiser une réponse (par exemple les émissions cumulées de CO2 sur l'ensemble du cycle) tout en imposant des contraintes sur les autres réponses (par exemple des seuils d'émissions cumulées). Un raffinement optionnel de ce mode de réalisation consiste à optimiser non plus le cumul des émissions en sortie moteur mais le cumul des émissions en sortie du système de post traitement des gaz d'échappement (par exemple un filtre à particules, un catalyseur trois voies, un catalyseur à oxydation). Ces émissions s'obtiennent à tout instant en introduisant une loi d'efficacité en fonction du temps du système de post traitement sur chaque réponse qui viendra multiplier les réponses sorties moteur obtenues à partir des modèles. Cette loi d'efficacité traduit le taux de polluants traité par le système de post-traitement des gaz d'échappement. Ainsi, grâce à ce mode de réalisation, on peut déterminer avec précision les quantités de polluants émis par le véhicule (moteur et post-traitement) et n'est plus limité au moteur seul. Une fois les réglages optimaux déterminés par le procédé selon l'invention, on les implémente dans le moteur. The preferred embodiment for achieving optimal settings is to minimize a response (eg cumulative CO2 emissions over the entire cycle) while imposing constraints on other responses (eg cumulative emission thresholds). . An optional refinement of this embodiment is to optimize either the cumulative emissions at the engine output but the cumulative emissions at the output of the exhaust aftertreatment system (for example a particulate filter, a three-way catalyst, an oxidation catalyst). These emissions are obtained at any time by introducing a law of efficiency as a function of the time of the post-processing system on each response that will multiply the motor output responses obtained from the models. This efficiency law reflects the pollutant content treated by the exhaust aftertreatment system. Thus, thanks to this embodiment, it is possible to accurately determine the amounts of pollutants emitted by the vehicle (engine and after-treatment) and is no longer limited to the engine alone. Once the optimal settings determined by the method according to the invention, they are implemented in the engine.
Annexe : méthode de calcul de loi d'évolution Etape 1 : on définit les températures de réalisation des essais par des plans d'expériences, ces températures servent de température de référence. To : température du plan d'expériences à chaud T1 : température d'un premier plan d'expériences à froid T2 : température d'un deuxième plan d'expériences à froid (on a T2 < T, < T°) Etape 2 : on définit le type d'évolution souhaitée par réponse. Pour cela, trois possibilités peuvent être sélectionnées. Dans la présentation des lois d'évolution ci-dessous, on adimensionne les réponses entre une valeur 1 à la température Ti et une valeur 0 à la température To . Les trois types de loi sont : une loi linéaire, notée L(T), elle correspond à une évolution linéaire par morceaux entre chaque borne. La loi, apte à être utilisée pour tous les polluants est déterminée par la formule : To - une loi quadratique avec pente nulle "à chaud", notée QC(T), elle correspond à une évolution quadratique dans chaque zone. Pour définir cette loi, une variable doit être introduite : la température Tc pour laquelle la pente sera nulle, en général on choisira =T° mais on peut être amené à choisir une température supérieure. Cette loi, apte à être utilisée pour les émissions de HC, CO et CO2 s'écrit : Loi du type : QC(T) = T2 - 2T, xT +To x (2Tc -To) ( - To )x (Ti + To - 2Tc ) une loi quadratique avec pente nulle "à froid", notée QF(T), elle correspond à une évolution quadratique dans chaque zone. Pour définir cette loi, une variable doit être introduite : la température TF pour laquelle la pente sera nulle. Cette loi, apte à être utilisée pour les émissions de NOX, s'écrit : Loi dutype :QF(T)=-T2 2TF xT +To x (2TF -To) - To)x (TI +To - 2TF) Etape 3 : si on choisit une loi d'évolution quadratique, dans le cas pour lequel on a effectué des essais pour plus de deux températures (par exemple T2 , ,T0), il est nécessaire d'établir une liaison entre les lois quadratiques de chaque zone. Pour établir cette liaison, trois choix sont possibles : ter choix : Maintien dans chaque zone d'une loi quadratique avec pente nulle : Loi du type : L(T)= To -T La formulation mathématique d'un tel cas est semblable dans les deux zones et ne tient pas compte des réponses réellement observées. En cela, elle est d'une utilisation aisée car il suffit d'avoir concordance des paramètres de réglage entre les différents essais. La figure 3a) illustre une loi obtenue dans le cadre d'un raccord de lois quadratiques par morceaux avec maintien de la pente nulle à Tc . - dans la zone [Ti,T0], la loi d'évolution s'écrit : QC(T)=T2 xT+T, - T0) - dans la zone [T2,1-1], la loi d'évolution s'écrit : QC' (T) =T2- 27', xT +T, x (2T, -TI) (T,- 7',)x +Ti - 2Tc) La figure 3b) illustre une loi obtenue dans le cadre d'un raccord de lois quadratiques par morceaux avec maintien de la pente nulle à TF . - dans la zone [T,,To], la loi d'évolution s'écrit : QF(T)= 7'2 -2T, xT +7'0 x (2TF -T0) - dans la zone [T2,1-1], la loi d'évolution s'écrit : QF' (T) =T2 -2T, xT +7; x (2TF -T,) 2ème choix : Continuité des pentes La formulation mathématique d'un tel cas est différente dans les deux zones et tient compte des réponses réellement observées. Cette approche est plus riche que la précédente mais nécessite d'avoir concordance des paramètres de réglage dans les deux zones ce qui est contraignant. La figure 3c) illustre une loi obtenue dans le cadre d'un raccord de lois quadratiques avec continuité des pentes entre les zones dans le cas de la pente nulle à chaud. - dans la zone [T1,T0], la loi d'évolution s'écrit : QC(T) =T2 ,- 2Tc x T +To x(27', -4) V', + To - 2Tc) La pente au point d'intersection des deux zones est dQC(T,) = -2(Tc - T,) dT (T,-7'0)x(T1+7',2- 2Tc) - dans la zone [T2,1-1] on introduit les réponses réelles (on rappelle que jusqu'à présent par hypothèse les réponses étaient adimensionnées) On calculera d'abord la pente au point d'intersection des deux zones, son expression : dQC(T,) _dQC(7',) xR(7',)- R(T0) dans la zone [T2,1-1] est z avec R(T) la réponse à la dT dT R(T2)- R(T1) température (T). Annex: method of calculation of evolution law Step 1: one defines the temperatures of realization of the tests by plans of experiments, these temperatures serve as reference temperature. To: temperature of the hot experiment plane T1: temperature of a first plane of cold experiments T2: temperature of a second cold experiment plane (we have T2 <T, <T °) Step 2: the desired type of evolution is defined by response. For this, three possibilities can be selected. In the presentation of the evolution laws below, the responses are sized between a value 1 at the temperature Ti and a value 0 at the temperature To. The three types of law are: a linear law, denoted L (T), it corresponds to a piecewise linear evolution between each terminal. The law, which can be used for all pollutants, is determined by the formula: To - a quadratic law with zero slope "hot", denoted QC (T), it corresponds to a quadratic evolution in each zone. To define this law, a variable must be introduced: the temperature Tc for which the slope will be zero, in general one will choose = T ° but one can be led to choose a higher temperature. This law, which can be used for emissions of HC, CO and CO2, is written as follows: Law of type: QC (T) = T2 - 2T, xT + To x (2Tc -To) (- To) x (Ti + To - 2Tc) a quadratic law with zero slope "cold", denoted QF (T), it corresponds to a quadratic evolution in each zone. To define this law, a variable must be introduced: the temperature TF for which the slope will be zero. This law, which can be used for NOX emissions, can be written as: Law of the type: QF (T) = - T2 2TF xT + To x (2TF -To) - To) x (TI + To - 2TF) Step 3 : if we choose a quadratic evolution law, in the case for which we have carried out tests for more than two temperatures (for example T2,, T0), it is necessary to establish a connection between the quadratic laws of each zone . To establish this connection, three choices are possible: ter choice: Maintenance in each zone of a quadratic law with zero slope: Law of the type: L (T) = To -T The mathematical formulation of such a case is similar in two zones and does not take into account the actual responses observed. In this, it is easy to use because it is sufficient to have matching parameters between the different tests. Figure 3a) illustrates a law obtained as part of a piecemeal quadratic piece fitting with zero slope maintenance at Tc. - in the zone [Ti, T0], the law of evolution is written: QC (T) = T2 xT + T, - T0) - in the zone [T2,1-1], the law of evolution s written: QC '(T) = T2- 27', xT + T, x (2T, -TI) (T, - 7 ',) x + Ti - 2Tc) Figure 3b) illustrates a law obtained in the frame a piecemeal quadratic piece fitting with zero slope maintenance at TF. in the area [T ,, To], the law of evolution is written: QF (T) = 7'2 -2T, xT + 7'0 x (2TF -T0) - in the zone [T2,1 -1], the law of evolution is written: QF '(T) = T2 -2T, xT +7; x (2TF -T,) 2nd choice: Continuity of slopes The mathematical formulation of such a case is different in the two zones and takes into account the responses actually observed. This approach is richer than the previous one but requires to have matching parameters in both zones which is binding. FIG. 3c) illustrates a law obtained in the context of a quadratic law connection with continuity of the slopes between the zones in the case of the zero slope when hot. - in the zone [T1, T0], the law of evolution is written: QC (T) = T2, - 2Tc x T + To x (27 ', -4) V', + To - 2Tc) The slope at the point of intersection of the two zones is dQC (T,) = -2 (Tc - T,) dT (T, -7'0) x (T1 + 7 ', 2- 2Tc) - in the zone [T2, 1-1] we introduce the real answers (we remind you that until now the answers were adimensionned by hypothesis) We will first calculate the slope at the point of intersection of the two zones, its expression: dQC (T,) _dQC ( 7 ',) xR (7',) - R (T0) in the zone [T2,1-1] is z with R (T) the response to the dT dT R (T2) - R (T1) temperature (T ).
La loi d'évolution dans la zone [T2,Ti] s'écrira : -T,)x(7', +T, - 2T,) -To)x(7', + To - 2T ,) -T,)x(T2+T, -2TF) QC'(T) = 1 V, -Ti)2 x[(1- Z x (T2 - Ti)) x T2 + (2T, - Z((T2 2 - 7',2))xT +T, x(7', - ZT2 2 + ZT, T2 )] On notera qu'on ne pourra utiliser cette loi que si la réponse réelle en T1 est inférieure à la valeur qu'elle aurait en cas de réponse quadratique sur l'ensemble de la zone étudiée. En effet dans le cas contraire on observe une inversion des courbures (figure 3d)). The law of evolution in the zone [T2, Ti] will be written: -T,) x (7 ', + T, - 2T,) -To) x (7', + To - 2T,) -T, ) x (T2 + T, -2TF) QC '(T) = 1 V, -Ti) 2 x [(1- Z x (T2-Ti)) x T2 + (2T, - Z ((T2 2 - 7) ', 2)) xT + T, x (7', - ZT2 2 + ZT, T2)] Note that this law can only be used if the real T1 response is less than the value it would have in case of quadratic response over the whole of the studied area: indeed in the opposite case we observe a reversal of the curvatures (figure 3d)).
La figure 3e) illustre une loi obtenue dans le cadre d'un raccord de lois quadratiques avec continuité des pentes entre les zones dans le cas de la pente nulle à froid. - dans la zone [T2,1-1], la loi d'évolution s'écrit : QF (T) = T2 -2T, x T +T, x (2T' - T1) (T2 - 7',)x (T2 + T, - 2T,) La pente au point d'intersection des deux zones est dQF(T3 - - 2(T, - T1) , dT (T2 - 7',)x (T, + T, - 2T ') - dans la zone [Ti,To] on introduit les réponses réelles (on rappelle que jusqu'à présent par hypothèse les réponses étaient adimensionnées). On calculera d'abord la pente au point d'intersection des deux zones, son expression dans la zone [Ti,To] est - dQP"(7',) = dQF(T,) x R(T2) - R(T,) = z d7' - dT R(7',)- R(T0) - La loi d'évolution dans la zone [T,,T2] s'écrira : QF' (T) = 1 2 X [(Z X (T, - T,) - 1) x T2 + (2T, -Z((7', 2 - To 2)) X T + To x (ZT, 2 - ZT,T, - 2T, + To )] (T, - To ) De manière identique au cas précédent, on ne peut utiliser cette loi que si la réponse réelle en T1 est inférieure à la valeur qu'elle aurait en cas de réponse quadratique sur l'ensemble de la zone étudiée. En effet, dans le cas contraire on observe une inversion des courbures. Figure 3e) illustrates a law obtained in the context of a connection of quadratic laws with continuity of the slopes between the zones in the case of the zero slope with cold. - in the zone [T2,1-1], the law of evolution is written: QF (T) = T2 -2T, x T + T, x (2T '- T1) (T2 - 7',) x (T2 + T, - 2T,) The slope at the point of intersection of the two zones is dQF (T3 - - 2 (T, - T1), dT (T2 - 7 ',) x (T, + T, - 2T) ') - in the area [Ti, To] we introduce the real answers (we remind you that up to now, by hypothesis, the answers were adimensionned) We will first calculate the slope at the point of intersection of the two zones, its expression in the area [Ti, To] is - dQP "(7 ',) = dQF (T,) x R (T2) - R (T,) = z d7' - dT R (7 ',) - R (T0 ) - The law of evolution in the zone [T ,, T2] will be written: QF '(T) = 1 2 X [(ZX (T, - T,) - 1) x T2 + (2T, -Z ((7 ', 2 - To 2)) XT + To x (ZT, 2 - ZT, T, - 2T, + To)] (T, - To) In the same way as in the previous case, this law can not be used only if the real response in T1 is lower than the value it would have in the case of a quadratic response over the whole studied area. we curvatures.
Sème choix : courbe quadratique passant par les réponses : On calcule la réponse passant par les 3 températures. Cette approche nécessite également d'avoir concordance des paramètres de réglage dans les 2 zones ce qui est contraignant. La figure 3f) illustre une loi obtenue dans le cadre d'une unique courbe quadratique passant par les réponses. Dans l'ensemble des deux zones (donc dans la zone [T2, Top on aura en faisant les hypothèses suivantes : QC (T2) = 1, QC (T0)=0 et QC(Ti) = R-ri : QC(T)= a xT2 + bxT +c avec R,i x (T, - 7'0) + a= (T, - T) x (T2 - 7' 0) x (7' - T 2) x (To2 -7',2)+T,2 -7'02 b= ' (Ti - T ') x (T 2 - T o) x (7' -T2) 2) - To*[RT xT, x(T, -T2 ) T, X (TI - To A c= (T, - To)x(T, -To)x(T, -T,) On rappelle qu'au delà de deux zones, c'est à dire pour plus de trois températures, on privilégie une approche linéaire par morceaux, afin d'éviter des paramétrages trop complexes des lois d'évolution. Seme choice: quadratic curve passing through the answers: One calculates the answer passing through the 3 temperatures. This approach also requires to have the adjustment parameters in the 2 zones which is binding. Figure 3f) illustrates a law obtained in the context of a single quadratic curve passing through the responses. In all of the two zones (therefore in the zone [T2, Top one will have by making the following assumptions: QC (T2) = 1, QC (T0) = 0 and QC (Ti) = R-ri: QC (T ) = a xT2 + bxT + c with R, ix (T, - 7'0) + a = (T, - T) x (T2 - 7 '0) x (7' - T 2) x (To2 -7 ', 2) + T, 2 -7'02 b =' (Ti - T ') x (T 2 - T o) x (7' - T 2) 2) - To * [RT xT, x (T, - T2) T, X (TI - To A c = (T, - To) x (T, -To) x (T, -T,) We recall that beyond two zones, that is to say for more at three temperatures, a piecewise linear approach is favored, in order to avoid too complex parameterizations of the laws of evolution.
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1103992A FR2984414B1 (en) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | METHOD OF CALIBRATING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE TO LIMIT EMISSIONS OF POLLUTANTS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1103992A FR2984414B1 (en) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | METHOD OF CALIBRATING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE TO LIMIT EMISSIONS OF POLLUTANTS |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2984414A1 true FR2984414A1 (en) | 2013-06-21 |
FR2984414B1 FR2984414B1 (en) | 2014-05-16 |
Family
ID=45992284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR1103992A Active FR2984414B1 (en) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | METHOD OF CALIBRATING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE TO LIMIT EMISSIONS OF POLLUTANTS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2984414B1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017207463A1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | Avl List Gmbh | Method for constructing an analysis data set |
CN114962040A (en) * | 2022-05-28 | 2022-08-30 | 北京氢燃科技有限公司 | Calibration method and control method of direct-injection hydrogen internal combustion engine |
FR3127928A1 (en) * | 2021-10-12 | 2023-04-14 | Psa Automobiles Sa | SYSTEM FOR CALIBRATION OF A CONTROL BY A TORQUE DISTRIBUTION CONTROL LAW FOR HYBRID VEHICLE LIMITING POLLUTANT EMISSIONS. |
FR3127930A1 (en) * | 2021-10-12 | 2023-04-14 | Psa Automobiles Sa | TORQUE DISTRIBUTION CONTROL SYSTEM FOR HYBRID VEHICLE LIMITING POLLUTANT EMISSIONS. |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007034190A1 (en) * | 2007-07-23 | 2009-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating combustion engine, involves activating null-set calibration function in engine temperature above temperature threshold to determine correction value for injector |
US20090265086A1 (en) * | 2008-04-17 | 2009-10-22 | Hitachi, Ltd. | Diagnosis Apparatus for Internal Combustion Engine |
WO2011138535A2 (en) * | 2010-05-07 | 2011-11-10 | Peugeot Citroën Automobiles SA | Method for estimating an amount of fresh air, recording medium and estimator for said method, and vehicle provided with said estimator |
FR2961264A1 (en) * | 2010-06-09 | 2011-12-16 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Method for controlling combustion of thermal engine to determine instantaneous temperature of water of engine according to request and operating conditions of engine, involves applying instantaneous adjustments to engine in real-time |
-
2011
- 2011-12-20 FR FR1103992A patent/FR2984414B1/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007034190A1 (en) * | 2007-07-23 | 2009-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating combustion engine, involves activating null-set calibration function in engine temperature above temperature threshold to determine correction value for injector |
US20090265086A1 (en) * | 2008-04-17 | 2009-10-22 | Hitachi, Ltd. | Diagnosis Apparatus for Internal Combustion Engine |
WO2011138535A2 (en) * | 2010-05-07 | 2011-11-10 | Peugeot Citroën Automobiles SA | Method for estimating an amount of fresh air, recording medium and estimator for said method, and vehicle provided with said estimator |
FR2961264A1 (en) * | 2010-06-09 | 2011-12-16 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Method for controlling combustion of thermal engine to determine instantaneous temperature of water of engine according to request and operating conditions of engine, involves applying instantaneous adjustments to engine in real-time |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017207463A1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | Avl List Gmbh | Method for constructing an analysis data set |
FR3127928A1 (en) * | 2021-10-12 | 2023-04-14 | Psa Automobiles Sa | SYSTEM FOR CALIBRATION OF A CONTROL BY A TORQUE DISTRIBUTION CONTROL LAW FOR HYBRID VEHICLE LIMITING POLLUTANT EMISSIONS. |
FR3127930A1 (en) * | 2021-10-12 | 2023-04-14 | Psa Automobiles Sa | TORQUE DISTRIBUTION CONTROL SYSTEM FOR HYBRID VEHICLE LIMITING POLLUTANT EMISSIONS. |
CN114962040A (en) * | 2022-05-28 | 2022-08-30 | 北京氢燃科技有限公司 | Calibration method and control method of direct-injection hydrogen internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2984414B1 (en) | 2014-05-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1994390B1 (en) | Method for real-time estimation of engine combustion parameters from vibratory signals | |
EP2594443B1 (en) | Method for controlling a vehicle hybrid propulsion system during transient behaviour | |
EP1729001B1 (en) | Estimation method using a non-linear adaptive filter of air-fuel mixture richness in a cylinder of a combustion engine | |
EP3619412B1 (en) | Method for filtering an air-fuel ratio signal produced by an engine exhaust sensor | |
EP1898075A1 (en) | Method for real-time estimation of combustion state indicators in an internal combustion engine | |
EP1729000B1 (en) | Method for estimating the air/fuel ratio in a cylinder of an internal combustion engine using an extended Kalman filter | |
EP2092168B1 (en) | Method for determining the amount of fuel to be injected in an exhaust line for regenerating a particle filter | |
FR2984414A1 (en) | Method for calibration of internal combustion engine of vehicle, involves building quantification model, and calculating set of quantities of emitted pollutants from interpolation laws that are provided as function of temperatures | |
FR3065990A1 (en) | METHOD FOR REALIZING A DYNAMIC OF ADAPTING A WEALTH VALUE TO A SET IN A MOTOR | |
EP1674699B1 (en) | System for starting regeneration of an exhaust system comprising a NOx trap | |
EP1931868B1 (en) | Method for estimating instantaneous speed produced by each of the cylinders of an internal combustion engine | |
FR2872212A1 (en) | SYSTEM FOR EVALUATING THE STATE OF CHARGE OF DEPOLLUTION MEANS OF AN EXHAUST LINE | |
EP2157301B1 (en) | Method for controlling combustion in a diesel engine by means of combustion phasing control | |
EP2530446B1 (en) | Method for estimating the pinking intensity of an internal combustion engine by inverting a wave equation | |
EP2423477A1 (en) | Method for determining the physical state of a particle filter | |
FR2926886A1 (en) | Experimental design generating method for testing internal combustion engine of motor vehicle, involves determining number of successive values of input parameters, and generating matrix of distinct input parameter | |
EP1890024A1 (en) | Determination of combustion start in an internal combustion engine | |
EP1807610A1 (en) | System for assisting the regeneration of depollution means for a motor vehicle engine | |
EP1766214B1 (en) | System for assisting the regeneration of depollution means for a motor vehicle engine | |
EP2184597A1 (en) | Method for controlling the combustion of an engine working in stratified mode | |
FR2904044A1 (en) | Internal combustion engine e.g. diesel engine, controlling method for e.g. automobile, involves interfering control over combustion engine before ending of combustion cycle based on established diagnosis results | |
EP2147200B1 (en) | Method and device for adapting the temperature estimator of an exhaust gas post processing system | |
EP2765290B1 (en) | Method for estimating the temperature of exhaust gas | |
FR3090036A1 (en) | METHOD FOR CORRECTING AN ESTIMATE OF NITROGEN OXIDES IN AN EXHAUST LINE | |
WO2011003540A2 (en) | Method for determining the fraction of the mass of burnt gases for a motor vehicle internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
|
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 |