FR3054603A1 - Procede de correction de la mesure d'un debitmetre dans un moteur a combustion interne - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de correction de la mesure d'un débit d'air frais introduit dans un moteur à combustion interne à injection directe comportant au moins un cylindre équipé d'un capteur de pression, un circuit de recirculation de gaz d'échappement et un organe de mesure d'un débit d'air frais introduit dans le moteur, comportant les étapes suivantes : • à partir de mesures de pression dans le cylindre par le capteur et de débit d'air frais introduit dans le moteur par l'organe de mesure lors d'au moins une phase au cours de laquelle aucune recirculation de gaz d'échappement n'a lieu dans le moteur, détermination (100) d'une erreur de l'organe de mesure sur une valeur mesurée de débit d'air frais introduit dans le moteur, et • à partir de l'erreur déterminée (110), génération (200) d'une valeur corrigée du débit d'air frais introduit dans le moteur mesuré par l'organe de mesure.

Description

Titulaire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée, CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE Société par actions simplifiée.
FR 3 054 603 - A1 (54) PROCEDE DE CORRECTION DE LA MESURE D'UN DEBITMETRE DANS UN MOTEUR A COMBUSTION
INTERNE.
(57) L'invention concerne un procédé de correction de la mesure d'un débit d'air frais introduit dans un moteur à combustion interne à injection directe comportant au moins un cylindre équipé d'un capteur de pression, un circuit de recirculation de gaz d'échappement et un organe de mesure d'un débit d'air frais introduit dans le moteur, comportant les étapes suivantes:
à partir de mesures de pression dans le cylindre par le capteur et de débit d'air frais introduit dans le moteur par l'organe de mesure lors d'au moins une phase au cours de laquelle aucune recirculation de gaz d'échappement n'a lieu dans le moteur, détermination (100) d'une erreur de l'organe de mesure sur une valeur mesurée de débit d'air frais introduit dans le moteur, et à partir de l'erreur déterminée (110), génération (200) d'une valeur corrigée du débit d'air frais introduit dans le moteur mesuré par l'organe de mesure.
Figure FR3054603A1_D0001
L’invention concerne un procédé de correction de la mesure d’un débit d’air frais introduit dans un moteur à combustion interne, et un dispositif pour réaliser ladite correction.
L’invention s’applique à des moteurs à injection directe, pouvant être de type Diesel ou des moteurs à essence à injection directe.
Un moteur de type Diesel comporte classiquement un cylindre dans lequel un piston mobile permet de comprimer de l’air. Du carburant est ensuite injecté sous pression dans le cylindre. La combustion du carburant avec l’air comprimée résulte des conditions de pression et de température dans le cylindre.
La combustion du carburant à haute température génère la production de gaz polluants, et en particulier d’oxydes d’azote dénommés NOX tels que le monoxyde d’azote NO, le dioxyde d’azote NO2, etc.
Des moteurs ont été développés qui comprennent un circuit de recirculation des gaz d’échappement ou gaz brûlés également appelé sous l’acronyme anglais EGR (pour « Exhaust Gas Recirculation »). Un tel circuit prélève une partie des gaz d’échappement résultant d’une combustion et les réinjecte, en les mélangeant avec de l’air frais, dans le cylindre lors d’une combustion ultérieure.
Ce faisant, il est possible de réduire la température de combustion du mélange air-carburant et de diminuer la quantité d’oxydes d’azote générés.
Avec ce type de moteur, les constructeurs automobiles imposent désormais des valeurs nominales sur la quantité d’oxydes d’azote générés par la combustion du carburant. Or, le respect de ces contraintes peut être obtenu par le contrôle et la maîtrise du débit de gaz d’échappement recirculé.
La Demanderesse a déposé la demande de brevet WO 2014/095052 dans laquelle est proposé un procédé de détermination du débit de gaz d’échappement recirculé dans un moteur à combustion interne, à partir d’une pression d’air mesurée dans le cylindre et du débit d’air frais introduit dans le moteur, mesuré par un débitmètre dédié.
En vertu de ce procédé, la valeur du débit de gaz d’échappement recirculé dans le moteur dépend donc de la valeur mesurée du débit d’air frais introduit dans le moteur.
Or, les débitmètres utilisés pour mesurer le débit d’air frais introduit dans le moteur présentent une marge d’erreur qui induit une variation importante sur la quantité d’oxydes d’azote générés par la combustion. Cette variation est illustrée sur la figure 1a, qui représente la variation des émissions d’oxydes d’azote et de particules en fonction de l’erreur sur la mesure du débitmètre.
On constate en particulier, qu’une marge d’erreur de l’ordre de plus ou moins 6 % sur la valeur de débit d’air frais mesurée par le débitmètre peut résulter en une variation de la quantité d’oxydes d’azote émises par le véhicule qui peut atteindre 133 mg/km, sur une valeur cible de l’ordre de 200 mg/km.
Afin de réduire sensiblement les quantités d’oxydes d’azote générées lors de la combustion du moteur, il est donc nécessaire de réduire la marge d’erreur du débitmètre mesurant la quantité d’air frais introduite dans le moteur.
Compte-tenu de ce qui précède, l’invention a pour but de proposer un meilleur contrôle du débit de gaz d’échappement recirculé dans un moteur à combustion interne à injection directe.
En particulier, un but de l’invention est de proposer un moyen de réduction de la marge d’erreur d’un débitmètre mesurant un débit d’air frais introduit dans le moteur.
Un autre but de l’invention est de proposer une méthode de correction de l’erreur d’un tel débitmètre.
Un autre but de l’invention est d’être applicable à des moteurs de type Diesel ou essence à combustion directe.
A cet égard, l’invention a pour objet un procédé de correction de la mesure d’un débit d’air frais introduit dans un moteur à combustion interne à injection directe comportant au moins un cylindre équipé d’un capteur de pression, un circuit de recirculation de gaz d’échappement et un organe de mesure d’un débit d’air frais introduit dans le moteur, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
• à partir de mesures de pression dans le cylindre par le capteur de pression et de débit d’air frais introduit dans le moteur par l’organe de mesure lors d’au moins une phase au cours de laquelle aucune recirculation de gaz d’échappement n’a lieu dans le moteur, détermination d’une erreur de l’organe de mesure sur une valeur mesurée de débit d’air frais introduit dans le moteur, et • à partir de l’erreur déterminée, génération d’une valeur corrigée du débit d’air frais introduit dans le moteur mesuré par l’organe de mesure.
Avantageusement, mais facultativement, le procédé selon l’invention peut en outre comprendre au moins l’une des caractéristiques suivantes :
• l’étape de détermination d’une erreur de l’organe de mesure peut comprendre :
- lors d’une pluralité de phases au cours desquelles aucune recirculation de gaz d’échappement n’a lieu, le calcul d’une valeur d’erreur de l’organe de mesure sur la valeur mesurée de débit d’air frais, et
- l’établissement, à partir des valeurs d’erreur calculées, d’une relation entre l’erreur de l’organe de mesure et la valeur de débit mesurée,
- et l’étape de génération d’une valeur corrigée est alors mise en œuvre à partir de la relation entre l’erreur de l’organe de mesure et la valeur de débit mesurée.
• l’établissement d’une relation entre l’erreur de l’organe de mesure et la valeur de débit mesurée à partir des valeurs d’erreur calculées peut être mis en œuvre par régression linéaire.
• le procédé étant mis en œuvre dans un moteur dans lequel le circuit de recirculation de gaz d’échappement comporte au moins une vanne commandable pour sélectivement ouvrir ou fermer le circuit, afin de respectivement autoriser ou bloquer une recirculation de gaz d’échappement, le calcul de valeurs d’erreur de l’organe de mesure est alors mis en œuvre lors d’au moins une phase parmi :
- une phase de décélération du moteur, lors de laquelle chaque vanne est commandée pour fermer le circuit de recirculation de gaz d’échappement, ou
- une phase lors de laquelle chaque vanne est fermée, correspondant à une phase au cours de laquelle le couple moteur est compris entre 90 et 100 % du couple maximal du moteur.
• le calcul de valeurs d’erreur de l’organe de mesure peut être mis en œuvre lors d’au moins une phase de décélération du moteur lors de laquelle chaque vanne est commandée pour fermer le circuit de recirculation de gaz d’échappement, et d’au moins une phase lors de laquelle chaque vanne est fermée et le couple moteur est compris entre 90 et 100 % du couple maximal du moteur.
• le procédé peut en outre comprendre la mesure du gradient temporel du débit d’air frais mesuré par l’organe de mesure, et dans lequel la valeur d’erreur n’est calculée que si le gradient temporel du débit d’air frais mesuré par l’organe de mesure est inférieur à un seuil déterminé.
• une valeur d’erreur peut être obtenue lors d’une phase au cours de laquelle aucune recirculation de gaz d’échappement n’a lieu par :
- la mesure simultanée, lors d’un cycle de combustion, d’une valeur de débit d’air frais introduit dans le moteur par l’organe de mesure et d’une valeur du débit d’air total circulant dans le moteur établie à partir de la pression mesurée dans le cylindre, et
- la soustraction, à la valeur de débit d’air total circulant dans le moteur, de la valeur de débit d’air frais mesurée.
• l’étape de génération de la valeur corrigée du débit d’air peut être mise en œuvre par soustraction, à la valeur mesurée de débit d’air frais introduit dans le moteur, de l’erreur déterminée.
• la valeur de débit d’air frais mesuré par l’organe de mesure peut être filtrée au moyen d’un filtre passe-bas.
Selon un deuxième objet, l’invention concerne également un produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions de code pour mettre en œuvre les étapes consistant à :
• à partir d’une valeur de pression dans un cylindre d’un moteur à combustion interne comportant un circuit de recirculation de gaz d’échappement, et d’une valeur de débit d’air frais introduit dans le moteur mesurées simultanément lors d’une phase au cours de laquelle aucune recirculation de gaz d’échappement n’a lieu dans le moteur, calculer une erreur sur la valeur de débit d’air frais mesurée, et • corriger la valeur de débit d’air frais mesurée à partir de la valeur d’erreur calculée, lorsqu’il est mis en œuvre par un processeur.
Selon un troisième objet, l’invention concerne également un dispositif de correction de la mesure d’un débit d’air frais introduit dans un moteur à combustion interne comportant au moins un cylindre équipé d’un capteur de pression, un circuit de recirculation de gaz d’échappement et un organe de mesure d’un débit d’air frais introduit dans le moteur, le dispositif de correction comprenant un contrôleur en communication avec le capteur de pression et l’organe de mesure, caractérisé en ce que le contrôleur est adapté pour mettre en œuvre le procédé selon la description qui précède.
Enfin, l’invention a également pour objet un moteur à combustion interne, comportant au moins un cylindre équipé d’un capteur de pression, un circuit de recirculation de gaz d’échappement, un organe de mesure d’un débit d’air frais introduit dans le moteur, et un dispositif de correction selon la description qui précède.
Le procédé proposé permet de corriger la mesure d’un débitmètre mesurant un débit d’air frais introduit dans le moteur, en basant la correction sur une mesure plus précise qui est obtenue par la pression dans le cylindre.
De fait, la marge d’erreur sur le débit d’air frais introduit dans le moteur passe de plus ou moins 6 % à plus ou moins 2,5 %, ce qui réduit notablement la marge d’erreur sur les oxydes d’azote générés par la combustion.
Au surplus, la réduction de la marge d’erreur sur les quantités d’oxydes d’azote produites permet également de réduire la production de dioxyde de carbone du moteur. Ceci est illustré schématiquement en figure 1b, qui illustre que la production de dioxyde de carbone est inversement proportionnelle à la production d’oxydes d’azote.
Pour garantir le respect d’une valeur nominale d’émission d’oxydes d’azote prescrite par un constructeur, il est nécessaire de tenir compte de la marge d’erreur sur le débitmètre. En réduisant cette marge d’erreur on se rapproche de la valeur nominale attendue et on peut donc réduire les émissions de CO2. Par exemple, en réduisant la marge d’erreur sur la mesure du débitmètre de 10 mg/km d’émission de NOX, on peut réduit les rejets de CO2 d’1 g/km.
En outre, le procédé prévoit de déterminer l’erreur sur la mesure du débitmètre à la fois lors de phases de décélération du moteur, et lors de phases où le couple moteur est important et où il n’y a aucune recirculation de gaz d’échappement. Ces deux types de phases correspondent à des niveaux de débits d’air frais introduit dans le moteur très différents, ce qui permet d’améliorer la précision sur le calcul de l’erreur du débitmètre, et donc d’apporter une meilleure correction à la mesure du débitmètre.
D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, au regard des figures annexées, données à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquelles :
- La figure 1a, déjà décrite, représente l’impact de l’erreur du débitmètre de mesure du débit d’air frais introduit dans le moteur sur l’émission d’oxydes d’azote et de particules produits par la combustion,
- La figure 1b, déjà décrite également, représente l’effet de la réduction de l’erreur du débitmètre sur les marges de calibration des émissions d’oxydes d’azote et sur les rejets de CO2.
- La figure 2a représente schématiquement un moteur à combustion interne dans lequel un procédé de correction de la mesure d’un débitmètre peut être mis en œuvre,
- La figure 2b représente la pression dans le cylindre en fonction de la position du vilebrequin dans un moteur à injection directe.
- La figure 3 représente schématiquement les principales étapes d’un procédé de correction de la mesure d’un débitmètre.
- La figure 4 est un graphe combinant simultanément la vitesse du véhicule, le régime moteur, le couple moteur, et le débit d’air frais introduit dans le moteur et mesuré par un débitmètre en fonction du temps.
- La figure 5 représente un logigramme d’un exemple de mise en œuvre du procédé selon un mode de réalisation de l’invention.
Architecture du moteur à combustion interne
En référence à la figure 2a, on a représenté un moteur à combustion interne 1, qui comporte au moins un cylindre 10, et un capteur de pression 11, dit capteur de pression cylindre, adapté pour mesurer la pression dans l’au moins un cylindre 10.
Le moteur à combustion interne comprend également un circuit de recirculation de gaz d’échappement 20, qui permet de prélever une partie des produits de la combustion du carburant dans le cylindre, et de la faire recirculer pour la rediriger vers le cylindre lors d’une combustion ultérieure. Le circuit de recirculation des gaz d’échappement 20 peut classiquement comprendre une branche de recirculation haute pression 21, à proximité de la sortie des gaz du cylindre, et une branche de recirculation basse pression 22, plus en aval du cylindre, et où les gaz circulant ont subi une détente.
De plus, le circuit de recirculation des gaz d’échappement 20 comprend au moins une vanne 23 pilotable pour s’ouvrir et se fermer, la vanne étant adaptée pour respectivement autoriser, interdire, ou réguler la circulation de gaz d’échappement dans le circuit 20. Avantageusement, dans le cas où le circuit de recirculation 20 comprend une branche haute pression 21 et une branche basse pression 22, il comprend également une vanne 23 dans chaque branche, chacune permettant de sélectivement autoriser, interdire ou réguler la circulation des gaz dans la branche correspondante.
Le moteur 1 comprend également un conduit d’arrivée d’air frais 30 à introduire dans le cylindre, et un dispositif de mesure du débit d’air frais 31 introduit, par exemple un débitmètre.
Le conduit d’arrivée d’air frais 30 comme le circuit de recirculation des gaz d’échappement 20 débouchent dans le cylindre 10 de manière à introduire dans le cylindre un mélange d’air frais et de gaz d’échappement recyclés en proportions ajustables.
Le moteur 1 est un moteur à injection directe, c’est-à-dire qu’il comprend un ou plusieurs injecteurs de carburant (non représentés) qui débouche(nt) directement dans la chambre de combustion du cylindre, plutôt qu’en amont du cylindre dans le conduit d’arrivée d’air débouchant dans le cylindre.
Typiquement, le moteur peut être un moteur de type Diesel.
Alternativement, en référence à la figure 2b, le moteur peut être un moteur de type essence à injection directe. Dans ce cas, il est préférable que le moteur soit conçu de sorte qu’il existe une plage de rotation du vilebrequin d’au moins 20° entre la fermeture de la soupape d’admission et l’initiation de la combustion durant laquelle aucune injection de carburant n’a lieu. Ceci représente une durée pendant laquelle la composition du contenu de la chambre du cylindre ne varie pas et permet de mettre en œuvre le procédé de correction décrit ci-après.
De retour à la figure 2a, le moteur 1 comprend en outre un dispositif 40 de correction de la mesure du débit d’air frais du débitmètre 31. Ce dispositif 40 comprend un contrôleur 41, par exemple un microcontrôleur, qui comprend des interfaces de communication dédiées 42 lui permettant de communiquer avec le débitmètre 31 et le capteur de pression 11 du cylindre afin de recevoir de ceux-ci les valeurs qu’ils ont mesurées. Le contrôleur comprend également une interface de communication 43 avec la ou les vannes 23 du circuit de recirculation 20 afin de commander notamment l’ouverture et la fermeture des vannes.
Enfin le contrôleur 41 comprend une mémoire 44 et des moyens de traitement, par exemple un processeur 45, adapté pour mettre en œuvre le procédé de correction de la mesure du débitmètre décrit ci-après.
Procédé de correction de la mesure du débitmètre
En référence à la figure 3, le dispositif de correction 40 met en œuvre un procédé de correction de la mesure du débit d’air frais introduit dans le moteur et mesuré par le débitmètre 31.
Ce procédé comprend une première étape 100 de détermination d’une erreur du débitmètre 31 sur la mesure qu’il réalise.
Cette étape 100 comprend le calcul 110 d’une valeur d’erreur sur le débit d’air frais mesuré par le débitmètre lors d’au moins une phase au cours de laquelle aucune recirculation de gaz d’échappement n’a lieu dans le moteur.
Cette étape est mise en œuvre à partir d’une mesure simultanée :
• du débit d’air frais introduit dans le moteur par le débitmètre 21, et • de la pression dans le cylindre, par le capteur de pression 11, lors d’un cycle de combustion du moteur.
En effet, lorsqu’aucune recirculation de gaz d’échappement n’a lieu, le débit de gaz d’échappement recirculé est nul. Ceci implique donc que le seul gaz qui est utilisé pour la combustion est l’air frais introduit dans le moteur, et dont le débit est mesuré par le débitmètre.
Il est alors possible, lors de périodes de compression de l’air dans le cylindre au cours du cycle de combustion, et avant que du carburant ne soit injecté dans le cylindre, de déterminer à partir de la pression mesurée dans le cylindre par le capteur de pression 11, la masse d’air frais introduite dans le moteur pendant un cycle de combustion, et d’en déduire le débit d’air frais introduit dans le moteur pendant ce cycle. En l’absence de recirculation de gaz d’échappement, ce débit d’air frais doit être égal à celui qui a été mesuré par le débitmètre, et qui est mesuré simultanément.
Néanmoins, comme le débitmètre se trouve en amont du cylindre 10 par rapport au circuit de l’air frais dans le moteur, la donnée mesurée par le débitmètre est avantageusement filtrée par un filtre passe-bas, de manière à introduire un délai sur la mesure du débitmètre qui ramène la valeur mesurée du débit d’air frais réellement simultanée à la valeur calculée à partir de la pression dans le cylindre, et rend donc la comparaison entre les deux valeurs de débit plus pertinente. Ce filtre est avantageusement appliqué par le contrôleur 41.
La détermination du débit d’air frais à partir de la pression du cylindre est mise en œuvre par application du procédé décrit dans la demande WO 2014/095052, auquel on pourra se référer pour plus de détails d’implémentation. En particulier, on applique le procédé qui y est décrit dans le cas où la masse de gaz d’échappement recyclé est nul.
En résumé, pour déterminer la masse de gaz dans chaque cylindre du moteur à partir de la pression dans le cylindre correspondant, on applique la formule suivante :
MAF,
CYL
Γ dV a-l] ί c^Xci(crfc)X CV J dTçyl d(crk)
Où :
• MAFcyl est la masse de gaz dans le cylindre considéré, • Pcyi est la pression mesurée dans le cylindre, • dV/d(crk) est la variation de volume dans le cylindre pour une variation angulaire du vilebrequin égale à d(crk), • dTcyi/d(crk) est la variation de température dans le cylindre pour une variation angulaire du vilebrequin égale à d(crk), • CV est la capacité calorifique à volume constant de la masse de gaz, et • a-1 est un terme correctif représentant une prise en compte des pertes thermiques.
Puis on détermine la masse de gaz dans tous les cylindres du moteur sur un cycle complet de combustion, et on en déduit par égalité la masse d’air frais correspondant au même cycle complet de combustion. Connaissant la géométrie du conduit d’entrée d’air frais 30 et la durée du cycle de combustion (ou la vitesse de rotation du moteur) on en déduit le débit d’air frais introduit dans le moteur pendant le cycle de combustion.
Comme le débit d’air frais calculé à partir de la mesure de la pression dans le cylindre doit être égal à celui mesuré par le débitmètre, en l’absence de recirculation de gaz d’échappement, la valeur d’erreur est calculée lors de l’étape 110 comme la différence entre le débit mesuré par le débitmètre et le débit calculé à partir de la pression du cylindre, car en effet la précision sur le débit calculé à partir de la pression du cylindre est supérieure à la précision du débitmètre.
L’étape 110 permet d’obtenir une valeur d’erreur; cependant pour une meilleure précision sur la valeur de l’erreur le procédé comprend avantageusement le calcul de plusieurs valeurs d’erreurs, à chaque fois lors de phases dépourvues de recirculation de gaz d’échappement.
En référence à la figure 4, on va maintenant décrire les phases au cours desquelles aucune recirculation des gaz d’échappement n’a lieu. Ces phases correspondent à des périodes où les vannes 23 de fermeture de la circulation dans le conduit de recirculation sont fermées. Deux types de phases peuvent être utilisés pour calculer une valeur d’erreur.
En premier lieu, les vannes 23 sont classiquement fermées lorsque le couple moteur est élevé, et qu’un débit d’air frais introduit dans le moteur est très important pour supporter des performances élevées du moteur. Typiquement, le couple moteur est compris lors de ces phases P1 entre 90 et 100% du couple moteur maximal que le moteur peut délivrer. Lors de ces phases, aucune recirculation de gaz d’échappement n’a lieu, afin de favoriser la combustion d’air frais et d’optimiser les performances moteurs.
Un deuxième type de phase P2 ne comprenant aucune recirculation de gaz d’échappement, est une phase de décélération du moteur, car lors de ces phases aucune combustion n’a lieu. Dans ce cas, le procédé comprend une commande, par le contrôleur, des vannes 23 pour les fermer, afin de garantir l’absence totale de circulation de gaz d’échappement et donc l’égalité entre le débit d’air frais calculé à partir de la mesure de la pression cylindre, et le débit d’air frais mesuré par le débitmètre.
Comme visible sur la figure 4, les phases P1 et P2 correspondent à des plages différentes de débits d’air frais introduits dans le moteur : les phases P1 sont des phases de fort débit d’air frais, et les phases P2 sont des phases de débit d’air relativement plus faible.
Or, l’erreur du débitmètre est variable en fonction du débit qu’il mesure. Par conséquent il est préférable de réaliser au moins un calcul d’erreur lors de chaque phase, afin d’obtenir au moins une valeur d’erreur correspondant à une plage de faible débit d’air et au moins une valeur d’erreur correspondant à une plage de fort débit d’air. Ceci permet d’augmenter la précision de l’erreur globale déterminée à partir des valeurs d’erreur mesurées.
En outre, afin d’améliorer la reproductibilité des mesures et la précision de la valeur d’erreur calculée, l’étape 110 de calcul n’est de préférence mise en œuvre que lorsque le gradient temporel du débit d’air mesuré par le débitmètre est inférieure à un seuil déterminé. Pour ce faire la dérivée temporelle du débit d’air mesuré par le débitmètre est surveillée en continu, et l’étape 110 n’est autorisée par le contrôleur que lorsqu’elle est inférieure au dit seuil.
Suite à l’étape 110 de calcul d’au moins une valeur d’erreur dans l’une et/ou l’autre des phases P1 et P2, le procédé comprend une étape 120 d’établissement, à partir des valeurs d’erreur relevées pour un ensemble de valeurs de débits d’air mesurés par le débitmètre, d’une relation entre l’erreur du débitmètre et le débit d’air frais mesuré.
Cette étape est de préférence mise en œuvre par régression linéaire.
Une fois que l’erreur a été déterminée en fonction du débit d’air frais mesuré par le débitmètre, le procédé comprend une étape de génération 200 de valeurs corrigées du débit d’air frais mesuré par le débitmètre, en soustrayant, à la valeur mesurée, la valeur d’erreur correspondante pour ce débit.
En référence à la figure 5 on a représenté par un logigramme un exemple d’implémentation du procédé de correction.
Lors d’une étape S101 on détermine si les vannes 23 sont fermées et interdisent de ce fait la recirculation de gaz d’échappement dans le moteur. Si oui, le procédé poursuit à l’étape S102. Sinon il poursuit à l’étape S103.
A l’étape S103, on détermine si le moteur est dans une phase de décélération. Si oui, alors lors d’une étape S104 le contrôleur commande les vannes 23 pour les fermer, et le procédé poursuit à l’étape S102. Sinon il poursuit à l’étape S106.
A l’étape S102, le contrôleur détermine si le gradient temporel - ou variation temporelle - du débit d’air mesuré par le débitmètre est inférieur à un seuil déterminé. Si oui, le procédé poursuit à l’étape S105, sinon il poursuit à l’étape S106.
En variante, cette étape peut être une étape préalable ayant lieu avant l’étape S101 et qui conditionne la poursuite du procédé vers cette étape. Dans ce cas, une fois les vannes fermées, le procédé poursuit directement à l’étape S105 décrite ciaprès.
A l’étape S105, le contrôleur récupère simultanément :
• la valeur de la pression dans chaque cylindre, et • le débit d’air frais mesuré par le débitmètre, avantageusement filtré par le filtre passe-bas.
Le contrôleur calcule à partir de ces valeurs, et comme expliqué ci-avant, une valeur d’erreur du débitmètre pour la valeur de débit mesurée, et enregistre cette valeur et le débit associé dans la mémoire 44. Le procédé poursuit ensuite à l’étape S106.
Lors de l’étape S106, le contrôleur calcule une régression linéaire sur l’ensemble des valeurs d’erreur enregistrées en mémoire 44 associées aux valeurs de débit correspondantes.
Le procédé poursuit ensuite à l’étape S107, qui correspond à l’étape de correction 200 de la mesure du débitmètre à partir de la fonction d’erreur qui a été déterminée. Le procédé continu ensuite à l’étape 101.
Comme dans l’exemple de la figure 5, le procédé de correction est de préférence itératif, à savoir que l’erreur obtenue à l’issue de l’étape 120 est enregistrée dans la mémoire 44, et les étapes 110 et 120 sont répétées lors de phases P1 et P2 ultérieures pour faire converger l’erreur vers une valeur stable, et pour lui conserver une bonne précision au cours du temps en cas de variation de l’erreur du débitmètre liée à son vieillissement.
L’erreur mise à jour est ensuite reprise lors de l’étape 200 pour corriger la mesure du débitmètre.
On observe une bonne convergence de l’erreur puisqu’il suffit de mettre en œuvre l’étape de calcul 110 sur une phase P1 et une phase P2 de quatre séquences d’accélération-décélération pour que le coefficient de détermination R2 de la régression linéaire soit supérieur à 0,8.
Il en résulte une diminution de la marge d’erreur sur la valeur du débit d’air frais mesurée par le débitmètre de 6 % sans la correction à environ 2,5 % après correction, ce qui permet un contrôle plus fin des débits de gaz d’échappement recirculés et se traduit en une réduction visible de la variabilité des émissions d’oxydes d’azote, comme visible sur la figure 1a, et en une réduction des émissions de dioxyde de carbone.

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de correction de la mesure d’un débit d’air frais introduit dans un moteur à combustion interne à injection directe comportant au moins un cylindre (10) équipé d’un capteur de pression (11), un circuit (20) de recirculation de gaz d’échappement et un organe de mesure (31) d’un débit d’air frais introduit dans le moteur, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
    • à partir de mesures de pression dans le cylindre (10) par le capteur de pression (11) et de débit d’air frais introduit dans le moteur par l’organe de mesure (31) lors d’au moins une phase au cours de laquelle aucune recirculation de gaz d’échappement n’a lieu dans le moteur, détermination (100) d’une erreur de l’organe de mesure (31) sur une valeur mesurée de débit d’air frais introduit dans le moteur, et • à partir de l’erreur déterminée, génération d’une valeur corrigée (200) du débit d’air frais introduit dans le moteur mesuré par l’organe de mesure (31 ).
  2. 2. Procédé de correction selon la revendication 1, dans lequel l’étape de détermination (100) d’une erreur de l’organe de mesure comprend :
    • lors d’une pluralité de phases au cours desquelles aucune recirculation de gaz d’échappement n’a lieu, le calcul (110) d’une valeur d’erreur de l’organe de mesure (31) sur la valeur mesurée de débit d’air frais, et • l’établissement (120), à partir des valeurs d’erreur calculées, d’une relation entre l’erreur de l’organe de mesure et la valeur de débit mesurée, et l’étape de génération (200) d’une valeur corrigée est mise en œuvre à partir de la relation entre l’erreur de l’organe de mesure et la valeur de débit mesurée.
  3. 3. Procédé de correction selon la revendication 2, dans lequel l’établissement (120) d’une relation entre l’erreur de l’organe de mesure (31) et la valeur de débit mesurée à partir des valeurs d’erreur calculées est mis en œuvre par régression linéaire.
  4. 4. Procédé de correction selon l’une des revendications 2 ou 3, mis en œuvre dans un moteur dans lequel le circuit de recirculation de gaz d’échappement (20) comporte au moins une vanne (23) commandable pour sélectivement ouvrir ou fermer le circuit, afin de respectivement autoriser ou bloquer une recirculation de gaz d’échappement, et le calcul de valeurs d’erreur de l’organe de mesure est mise en œuvre lors d’au moins une phase parmi :
    • une phase (P2) de décélération du moteur, lors de laquelle chaque vanne est commandée pour fermer le circuit de recirculation de gaz d’échappement, ou • une phase (P1) lors de laquelle chaque vanne est fermée, correspondant à une phase au cours de laquelle le couple moteur est compris entre 90 et 100 % du couple maximal du moteur.
  5. 5. Procédé de correction selon la revendication 4, dans lequel le calcul de valeurs d’erreur de l’organe de mesure est mis en œuvre lors d’au moins une phase de décélération (P2) du moteur lors de laquelle chaque vanne est commandée pour fermer le circuit de recirculation de gaz d’échappement, et d’au moins une phase (P1) lors de laquelle chaque vanne est fermée et le couple moteur est compris entre 90 et 100 % du couple maximal du moteur.
  6. 6. Procédé de correction selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, comprenant en outre la mesure (S102) du gradient temporel du débit d’air frais mesuré par l’organe de mesure, et dans lequel la valeur d’erreur n’est calculée que si le gradient temporel du débit d’air frais mesuré par l’organe de mesure est inférieur à un seuil déterminé.
  7. 7. Procédé de correction selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une valeur d’erreur est obtenue lors d’une phase au cours de laquelle aucune recirculation de gaz d’échappement n’a lieu par :
    • la mesure simultanée, lors d’un cycle de combustion, d’une valeur de débit d’air frais introduit dans le moteur par l’organe de mesure (31 ) et d’une valeur du débit d’air total circulant dans le moteur établie à partir de la pression mesurée dans le cylindre (10), et • la soustraction, à la valeur de débit d’air total circulant dans le moteur, de la valeur de débit d’air frais mesurée.
  8. 8. Procédé de correction selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape de génération (200) de la valeur corrigée du débit d’air est mise en œuvre par soustraction, à la valeur mesurée de débit d’air frais introduit dans le moteur, de l’erreur déterminée.
  9. 9. Procédé de correction selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la valeur de débit d’air frais mesuré par l’organe de mesure (31) est filtrée au moyen d’un filtre passe-bas.
  10. 10. Produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions de code pour mettre en œuvre les étapes consistant à :
    • à partir d’une valeur de pression dans un cylindre (10) d’un moteur à combustion interne comportant un circuit (20) de recirculation de gaz d’échappement, et d’une valeur de débit d’air frais introduit dans le moteur mesurées simultanément lors d’une phase au cours de laquelle aucune recirculation de gaz
    5 d’échappement n’a lieu dans le moteur, calculer (110) une erreur sur la valeur de débit d’air frais mesurée, et • corriger (200) la valeur de débit d’air frais mesurée à partir de la valeur d’erreur calculée, lorsqu’il est mis en œuvre par un processeur (45).
    10
  11. 11. Dispositif de correction (40) de la mesure d’un débit d’air frais introduit dans un moteur à combustion interne comportant au moins un cylindre (10) équipé d’un capteur de pression (11), un circuit de recirculation (20) de gaz d’échappement et un organe (31) de mesure d’un débit d’air frais introduit dans le moteur, le dispositif de correction (40) comprenant un contrôleur (41) en communication avec le capteur de pression (11) et
    15 l’organe de mesure (31), caractérisé en ce que le contrôleur (41) est adapté pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.
  12. 12. Moteur à combustion interne (1), comportant au moins un cylindre (10) équipé d’un capteur de pression (11), un circuit de recirculation (20) de gaz d’échappement, un organe (31) de mesure d’un débit d’air frais introduit dans le moteur, et un dispositif de
    20 correction (40) selon la revendication précédente.
    1/6
    Π3
    Valeur nominale
    E
    X
    O
    O o
    (lu>I/j6) seinoibied
    2/6
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114776456A (zh) * 2022-03-18 2022-07-22 潍柴动力股份有限公司 Egr阀自学习的控制方法和车辆的控制器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990015236A1 (fr) * 1989-06-01 1990-12-13 Siemens Aktiengesellschaft Procede de determination du volume d'air de combustion dans les cylindres d'un moteur a combustion interne
US6370935B1 (en) * 1998-10-16 2002-04-16 Cummins, Inc. On-line self-calibration of mass airflow sensors in reciprocating engines
EP1647692A1 (fr) * 2004-10-18 2006-04-19 Peugeot Citroen Automobiles SA Procédé de régulation d'un système d'admission d'un moteur à combustion interne et véhicule automobile mettant en oeuvre ce procédé
US20070074709A1 (en) * 2005-10-04 2007-04-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Controller and control method for internal combustion engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990015236A1 (fr) * 1989-06-01 1990-12-13 Siemens Aktiengesellschaft Procede de determination du volume d'air de combustion dans les cylindres d'un moteur a combustion interne
US6370935B1 (en) * 1998-10-16 2002-04-16 Cummins, Inc. On-line self-calibration of mass airflow sensors in reciprocating engines
EP1647692A1 (fr) * 2004-10-18 2006-04-19 Peugeot Citroen Automobiles SA Procédé de régulation d'un système d'admission d'un moteur à combustion interne et véhicule automobile mettant en oeuvre ce procédé
US20070074709A1 (en) * 2005-10-04 2007-04-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Controller and control method for internal combustion engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114776456A (zh) * 2022-03-18 2022-07-22 潍柴动力股份有限公司 Egr阀自学习的控制方法和车辆的控制器
CN114776456B (zh) * 2022-03-18 2023-10-20 潍柴动力股份有限公司 Egr阀自学习的控制方法和车辆的控制器

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