FR3017418A1 - Procede de fonctionnement d'un moteur a combustion interne - Google Patents

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Abstract

L'invention porte sur un procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile. Le procédé comprend une étape de réalisation d'une cartographie de fonctionnement (C) du moteur à combustion interne. La cartographie de fonctionnement (C) comprend une nappe (104) de points de fonctionnement (P) du moteur à combustion interne. Le procédé de fonctionnement comprend une étape de choix d'un point de fonctionnement optimisé (P') parmi l'ensemble des points de fonctionnement (P) constitutifs de la nappe (104), le point de fonctionnement optimisé (P') étant le point de fonctionnement (P) dont une température (T) est une température minimale (Tmin).

Description

PROCEDE DE FONCTIONNEMENT D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE. [0001] L'invention porte sur un procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile, le procédé comprenant une étape de réalisation d'une cartographie de fonctionnement du moteur à combustion interne, la cartographie de fonctionnement comprenant une nappe de points de fonctionnement du moteur à combustion interne. [0002] Un véhicule automobile est couramment équipé d'un moteur à combustion interne pour permettre son déplacement. Le moteur à combustion interne est pourvu d'une ligne d'échappement pour évacuer vers un environnement extérieur des gaz d'échappement produits par le moteur à combustion interne. La ligne d'échappement loge un système de post-traitement des gaz d'échappement pour retenir des polluants véhiculés par les gaz d'échappement préalablement à leur rejet vers l'environnement extérieur. Le système de post-traitement comprend par exemple au moins un catalyseur, tel qu'un catalyseur d'oxydation et/ou de réduction d'oxyde d'azote ou analogue. [0003] Il est souhaitable d'empêcher qu'un tel catalyseur atteigne une température qui excède une température-seuil. Pour ce faire, il est connu d'utiliser une cartographie d'un comportement thermique du moteur à combustion interne pour protéger le catalyseur et/ou tout autre élément constitutif ou équipant le moteur à combustion interne voire la ligne d'échappement, tel qu'une soupape, un collecteur de gaz d'échappement, une turbine, une sonde à oxygène ou analogue. [0004] On connait par le document FR 2 986 089 un procédé de détermination d'une valeur d'une grandeur physique du moteur à combustion interne pour un état de vie en fonction de deux paramètres connus de cet état de vie. Une telle détermination est obtenue à partir de points d'appui dont les deux paramètres et la grandeur physique sont connus, les deux paramètres et la grandeur physique formant les trois dimensions d'un espace. La valeur de la grandeur physique de l'état de vie est déterminée en appliquant les valeurs des deux paramètres connus de cet état de vie à une équation cartésienne d'un plan de résolution de cet espace. Le plan de résolution passe par trois points d'appui, les trois points d'appui étant ceux dont leur projection dans un plan de base défini par les deux paramètres forme un triangle encadrant au plus près la projection de l'état de vie dans le même plan de base. [0005] Ainsi, la détermination de la valeur de la grandeur physique de l'état de vie du moteur à combustion interne est déterminée en utilisant les deux paramètres et la grandeur physique de trois points d'appui, ce qui permet d'établir le plan de résolution, en général non parallèle au plan de base, dont l'orientation par rapport au plan de base est défini par les écarts de valeur existant entre les grandeurs physiques des trois points d'appui. Dans l'espace, l'ensemble des points d'appui forme une nappe constituée d'un assemblage de triangles, le plan de chaque triangle ayant sa propre orientation par rapport au plan de base. [0006] Un tel procédé de détermination mérite d'être amélioré de manière à mieux prendre en compte une inertie thermique du catalyseur et/ou des éléments susvisés. [0007] Un tel procédé de détermination mérite aussi d'être amélioré pour minimiser une consommation en carburant du moteur à combustion interne. [0008] Un tel procédé de détermination mérite enfin d'être amélioré sur les deux points mentionné ci-dessus sans nécessiter toutefois une augmentation d'un coût de calibration de régulateur de richesse et de charge dont est équipé le moteur à combustion interne. [0009] Le procédé de la présente invention est un procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile. Le procédé comprend une étape de réalisation d'une cartographie de fonctionnement du moteur à combustion interne. La cartographie de fonctionnement comprend une nappe de points de fonctionnement du moteur à combustion interne. [0010] Selon la présente invention, le procédé de fonctionnement comprend une étape de choix d'un point de fonctionnement optimisé parmi l'ensemble des points de fonctionnement constitutifs de la nappe, le point de fonctionnement optimisé étant le point de fonctionnement dont une température est une température minimale. [0011] Le procédé comprend avantageusement une étape de sélection d'un calage d'un arbre à came d'admission du moteur à combustion interne et d'un calage d'un arbre à cames d'échappement du moteur à combustion interne qui sont ceux du point de fonctionnement optimisé. [0012] Une unité de contrôle de la présente invention est principalement reconnaissable en ce que l'unité de contrôle est apte au fonctionnement d'un tel procédé. [0013] L'unité de contrôle est avantageusement en relation avec une pluralité de capteurs de température pour déterminer la température de gaz d'échappement produits par le moteur à combustion interne. [0014] L'unité de contrôle est avantageusement en relation avec le moteur à combustion interne, l'unité de contrôle étant apte à déterminer le calage de l'arbre à cames d'admission et le calage de l'arbre à cames d'échappement que comprend le moteur à combustion interne. [0015] Un véhicule automobile de la présente invention est principalement reconnaissable en ce que le véhicule automobile est équipé d'une telle unité de contrôle et en ce que le véhicule automobile est pourvu dudit moteur à combustion interne qui est équipé d'une ligne d'échappement logeant les capteurs de température, dont un premier capteur de température qui est disposé en amont d'une turbine selon un sens d'écoulement des gaz d'échappement à l'intérieur de la ligne d'échappement, dont un deuxième capteur de température qui est disposé entre la turbine et un catalyseur, dont un troisième capteur de température qui est logé à l'intérieur du catalyseur et dont un quatrième capteur de température qui est disposé en aval du catalyseur, selon le sens d'écoulement des gaz d'échappement à l'intérieur de la ligne d'échappement. [0016] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va en être faite d'exemples de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles : [0017] La figure 1 est une vue schématique d'une unité de contrôle pour le fonctionnement d'un procédé de la présente invention. [0018] La figure 2 est une vue schématique d'une cartographie utilisée pour le fonctionnement du procédé de la présente invention. [0019] Sur la figure 1, un véhicule automobile est équipé d'un moteur à combustion interne 1 pour permettre un déplacement de ce dernier. Le moteur à combustion interne 1 est préférentiellement un moteur à essence. Le moteur à combustion interne 1 est indifféremment un moteur suralimenté, tel qu'illustré sur la figure 1, ou non. Le moteur à combustion interne 1 est équipé d'un collecteur d'échappement 2 qui canalise des gaz d'échappement 3 produits par le moteur à combustion interne 1. Le collecteur d'échappement 2 est en relation aéraulique avec une ligne d'échappement 4 qui est à même d'évacuer les gaz d'échappement 3 vers un environnement extérieur 5. [0020] Selon un sens d'écoulement 6 des gaz d'échappement 3 à l'intérieur de la ligne d'échappement 4, cette dernière loge successivement une turbine 7 d'un turbocompresseur, au moins un catalyseur 8 et un silencieux 9. La turbine 7 est destinée à récupérer une énergie cinétique des gaz d'échappement 3 pour faciliter une suralimentation en air à l'admission du moteur à combustion interne 1. Le catalyseur 8 est indifféremment un catalyseur d'oxydation ou de réduction pour respectivement oxyder ou réduire des oxydes d'azote contenus à l'intérieur des gaz d'échappement 3. Le catalyseur 8 est constitutif d'un système de post-traitement des gaz d'échappement 3 qui est susceptible de comprendre d'autres catalyseurs, un filtre à particules ou analogue. Le silencieux 9 est prévu pour atténuer des perturbations acoustiques générées par les gaz d'échappement 3. [0021] La ligne d'échappement 4 est par exemple pourvue d'un canal de dérivation 10 de la turbine 7, le canal de dérivation 10 étant pourvu d'un volet 11 pour autoriser ou interdire un passage des gaz d'échappement 3 à l'intérieur du canal de dérivation 10. [0022] La ligne d'échappement 4 est équipée d'une première sonde 12 et d'une deuxième sonde 13 qui sont aptes à mesurer une concentration d'oxygène présent à l'intérieur des gaz d'échappement 3. La première sonde 12 est notamment disposée en amont du catalyseur 8 tandis que la deuxième sonde 13 est notamment disposée en aval du catalyseur 8, selon un sens d'écoulement 6 des gaz d'échappement 3 à l'intérieur de la ligne d'échappement 4. [0023] La ligne d'échappement 4 est par exemple encore équipée d'une pluralité de capteurs de température 14, 15, 16, 17 pour mesurer la température des gaz d'échappement 3 en différents points de la ligne d'échappement 4. Plus particulièrement, la ligne d'échappement 4 est équipée d'un premier capteur de température 14 qui est disposé en amont de la turbine 7 selon le sens d'écoulement 6 des gaz d'échappement 3 à l'intérieur de la ligne d'échappement 4. Plus particulièrement, la ligne d'échappement 4 est équipée d'un deuxième capteur de température 15 qui est disposé entre la turbine 7 et le catalyseur 8. Plus particulièrement encore, la ligne d'échappement 4 est équipée d'un troisième capteur de température 16 qui est logé à l'intérieur du catalyseur 8. Plus particulièrement encore, la ligne d'échappement 4 est équipée d'un quatrième capteur de température 17 qui est disposé en aval du catalyseur 8 selon le sens d'écoulement 6 des gaz d'échappement 3 à l'intérieur de la ligne d'échappement 4. [0024] Les capteurs de température 14, 15, 16, 17 sont reliés à une unité de contrôle 19 qui est apte à commander un calage d'un arbre à cames d'admission et/ou d'un arbre à cames d'échappement que comprend le moteur à combustion interne 1. L'arbre à cames d'admission détermine un positionnement de soupapes d'admission du moteur à combustion interne 1 tandis que l'arbre à cames d'échappement détermine un positionnement de soupapes d'échappement du moteur à combustion interne 1. [0025] Sur la figure 2, un repère orthonormé 100 comprend un premier axe 101 sur lequel est reporté le calage de l'arbre à came d'admission, un deuxième axe 102 sur lequel est reporté le calage de l'arbre à cames d'échappement et un troisième axe 103 sur lequel est reportée une température T des gaz d'échappement 3. La température T est indifféremment celle mesurée par le premier capteur de température 14, par le deuxième capteur de température 15, par le troisième capteur de température 16 ou par le quatrième capteur de température 17. [0026] A l'intérieur du repère orthonormé 100, une nappe 104 représente l'ensemble des points de fonctionnement P du moteur à combustion interne 1. Autrement dit, un procédé de fonctionnement du moteur à combustion interne 1 comprend une étape de réalisation d'une cartographie de fonctionnement C du moteur à combustion interne, une telle cartographie de fonctionnement C comprenant notamment ladite nappe 104. [0027] Selon la présente invention, le procédé de fonctionnement du moteur à combustion interne 1 comprend une étape de choix d'un point de fonctionnement optimisé P' du moteur à combustion interne 1, le point de fonctionnement optimisé P étant un point constitutif de la nappe 104 et le point de fonctionnement optimisé P' étant choisi parmi les points de fonctionnement P comme étant celui dont la température T des gaz d'échappement 3 est la température minimale Tmin. Autrement dit, le point de fonctionnement optimisé P' est choisi parmi l'ensemble des points de fonctionnement P de la nappe 104 comme celui dont la température T des gaz d'échappement 3 est la plus faible possible. [0028] Puis, le procédé de l'invention comprend une étape de sélection du calage de l'arbre à came d'admission du moteur à combustion interne 1 et du calage de l'arbre à cames d'échappement du moteur à combustion interne 1 qui sont ceux du point de fonctionnement optimisé P' qui a été précédemment choisi. [0029] Ces dispositions sont telles que des composants constitutifs et/ou logés à l'intérieur de la ligne d'échappement 4 sont protégés à l'égard d'une surchauffe des gaz d'échappement 3 susceptibles d'entraîner leur détérioration. Il en résulte une possible réduction des coûts afférents à ces composants, tout en permettant un fonctionnement du moteur à combustion interne 1 à une température proche de celle de la limite de fonctionnement des matériaux qui les constituent. [0030] Ces dispositions sont aussi telles qu'une réduction d'émission de dioxyde de carbone est optimisée en raison du fait qu'un enrichissement du mélange air/carburant admis à l'intérieur du moteur à combustion interne 1 est minimisé. [0031] Ces dispositions sont enfin telles qu'un couple délivré par le moteur à combustion interne 1 est utilisé au maximum sans avoir à limiter un remplissage ou un pilotage en couple du moteur à combustion interne 1, notamment lors d'une phase transitoire de fonctionnement du moteur à combustion interne 1.

Claims (5)

  1. REVENDICATIONS: 1. Procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne (1) équipant un véhicule automobile, le procédé comprenant une étape de réalisation d'une cartographie de fonctionnement (C) du moteur à combustion interne (1), la cartographie de fonctionnement (C) comprenant une nappe (104) de points de fonctionnement (P) du moteur à combustion interne (1), caractérisé en ce que le procédé de fonctionnement comprend une étape de choix d'un point de fonctionnement optimisé (P') parmi l'ensemble des points de fonctionnement (P) constitutifs de la nappe (104), le point de fonctionnement optimisé (P') étant le point de fonctionnement (P) dont une température (T) est une température minimale (Tmin).
  2. 2. Procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de sélection d'un calage d'un arbre à came d'admission du moteur à combustion interne (1) et d'un calage d'un arbre à cames d'échappement du moteur à combustion interne (1) qui sont ceux du point de fonctionnement optimisé (P').
  3. 3. Unité de contrôle (19) pour le fonctionnement d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'unité de contrôle (19) est en relation avec une pluralité de capteurs de température (14, 15, 16, 17) pour déterminer la température (T) de gaz d'échappement (3) produits par le moteur à combustion interne (1).
  4. 4. Unité de contrôle (19) selon la revendication 3 et pour le fonctionnement du procédé selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'unité de contrôle (19) est en relation avec le moteur à combustion interne (1), l'unité de contrôle (19) étant apte à déterminer le calage de l'arbre à cames d'admission et le calage de l'arbre à cames d'échappement que comprend le moteur à combustion interne (1).
  5. 5. Véhicule automobile équipé d'une unité de contrôle (19) selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le véhicule automobile est pourvu dudit moteur à combustion interne (1) qui est équipé d'une ligne d'échappement (4) logeant les capteurs de température (14,15,16,17), dont un premier capteur de température (14) qui est disposé en amont d'une turbine (7) selon un sens d'écoulement (6) des gaz d'échappement (3) à l'intérieur de la ligne d'échappement (4), dont un deuxièmecapteur de température (15) qui est disposé entre la turbine (7) et un catalyseur (8), dont un troisième capteur de température (16) qui est logé à l'intérieur du catalyseur (8) et dont un quatrième capteur de température (17) qui est disposé en aval du catalyseur. (8), selon le sens d'écoulement (6) des gaz d'échappement (3) à l'intérieur de la ligne d'échappement (4).
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