FR3072726A3 - METHOD FOR CONTROLLING A COMPRESSED IGNITION INTERNAL COMBUSTION ENGINE IN THE UNLIMITED STATE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de contrôle d'un moteur suralimenté à allumage par compression, dont le turbocompresseur comprend un compresseur associé à une vanne de décharge à l'admission. Selon l'invention, lorsque le moteur fonctionne à l'état non allumé, en l'absence d'injection de carburant, on ferme la vanne d'admission des gaz du moteur. On peut en outre ouvrir la vanne de décharge à l'admission. On réduit ainsi l'apport d'air chargé en oxygène à un dispositif de dépollution du moteur, ce qui évite de le refroidir. On évite aussi le pompage du compresseur en ouvrant la vanne de décharge à l'admission.The invention relates to a method for controlling a compression-ignition supercharged engine, the turbocharger of which comprises a compressor associated with a discharge valve at the intake. According to the invention, when the engine is operating in the unlit state, in the absence of fuel injection, the engine throttle valve is closed. In addition, the discharge valve can be opened at the inlet. This reduces the supply of air loaded with oxygen to a pollution control device of the engine, which avoids cooling it. Compressor pumping is also avoided by opening the discharge valve at the inlet.
Description
PROCEDE DE CONTROLE D’UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE SURALIMENTE A ALLUMAGE PAR COMPRESSION, A L’ETAT NON ALLUMEMETHOD FOR CONTROLLING A COMPRESSED IGNITION INTERNAL COMBUSTION ENGINE IN THE UNLIMITED STATE
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION L’invention concerne un procédé de contrôle d’un moteur à combustion interne suralimenté, du type à allumage par compression (diesel), lorsque celui-ci fonctionne à l’état non allumé. II trouve une application avantageuse sur les véhicules automobiles hybrides, dans lesquels le moteur à combustion interne (moteur thermique) est associé à une machine électrique, dans les conditions de fonctionnement où la totalité du couple nécessaire à l’entraînement du véhicule est fourni par la machine électrique, et plus couramment pour tout véhicule automobile équipé d’au moins un moteur thermique, dans les conditions de fonctionnement où le conducteur relâche la pédale d’accélérateur du véhicule.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a method for controlling a supercharged internal combustion engine, of the compression ignition (diesel) type, when the latter is operating in the unlit state. It finds an advantageous application on hybrid motor vehicles, in which the internal combustion engine (heat engine) is associated with an electric machine, under the operating conditions where all the torque necessary for driving the vehicle is provided by the electric machine, and more commonly for any motor vehicle equipped with at least one engine, in operating conditions where the driver releases the accelerator pedal of the vehicle.
ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART
Dans le cadre de la réduction des émissions polluantes liées au fonctionnement des moteurs thermiques des véhicules automobiles, les normes légales (par exemple la norme européenne « euro6 ») ont amené les constructeurs à intégrer dans le circuit d’échappement de ces moteurs plusieurs sortes de dispositifs de dépollution des gaz de combustion desdits moteurs.In the context of the reduction of polluting emissions related to the operation of motor vehicle heat engines, the legal standards (for example the European standard "euro6") have led manufacturers to integrate into the exhaust system of these engines several types of engines. devices for cleaning up the combustion gases of said engines.
On connaît plus particulièrement : les catalyseurs d’oxydation des moteurs à allumage par compression (c’est-à-dire : du type diesel) qui permettent d’oxyder les hydrocarbures imbrûlés (HC) et le monoxyde de carbone (CO) produits en abondance par le moteur fonctionnant en mélange pauvre ; les filtres à particules, qui permettent de brûler les particules de suies (PM) ; et, les pièges à oxydes d’azote et/ou les catalyseurs de réduction sélective des oxydes d’azote qui permettent de réduire les oxydes d’azote (NOx).More particularly known: oxidation catalysts compression ignition engines (that is to say: the diesel type) that can oxidize unburned hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) produced in abundance by the engine operating in lean mixture; particulate filters, which burn soot particles (PM); and, nitrogen oxide traps and / or selective reduction catalysts of nitrogen oxides that reduce nitrogen oxides (NOx).
On sait également que les moteurs thermiques de certains véhicules automobiles peuvent être associés à des machines électriques réversibles pouvant fonctionner en mode moteur ou en mode de génératrice. En mode de génératrice, la machine électrique est un alternateur qui fournit un courant électrique destiné à être stockée dans une batterie d’accumulateurs ; en mode moteur, elle est au contraire alimentée par du courant préalablement stocké dans la batterie d’accumulateurs et elle fournit un couple moteur qui s’ajoute à celui du moteur thermique pour être transmis aux roues du véhicule.It is also known that the heat engines of certain motor vehicles can be associated with reversible electrical machines that can operate in engine mode or in generator mode. In generator mode, the electric machine is an alternator that supplies an electric current for storage in a storage battery; in motor mode, it is instead powered by current previously stored in the storage battery and it provides a torque engine that adds to that of the engine to be transmitted to the vehicle wheels.
Dans certains cas d’utilisation, un tel moteur thermique du type à allumage par compression est amené à fonctionner à l’état non allumé, c’est-à-dire plus précisément sans aucune injection de carburant dans le moteur, de sorte que la compression dans les cylindres du moteur ne peut entraîner aucun allumage de mélange air-carburant ni aucune combustion dans les cylindres. Ce cas se présente lorsqu’un calculateur ou superviseur embarqué sur le véhicule requiert une consigne de couple nulle de la part du moteur thermique.In some use cases, such a compression ignition type engine is operated in the unlit state, that is to say more precisely without any fuel injection into the engine, so that the compression in the engine cylinders can not result in ignition of the air-fuel mixture or combustion in the cylinders. This case arises when a computer or supervisor on board the vehicle requires a zero torque setpoint from the engine.
Par exemple, et de manière plus courante, dans le cas où le moteur thermique est seul à entraîner le véhicule, sans être associé à une machine électrique, il est connu de faire fonctionner le moteur à l’état non allumé dans le cas d’un lever de pied du conducteur, c’est-à-dire lorsque le conducteur relâche complètement la pédale d’accélérateur tout en laissant un rapport de boîte de vitesses engagé, par exemple quand le véhicule aborde une forte pente descendante. Dans ce cas, le moteur thermique continue de tourner, à l’état non allumé. Entraîné par l’inertie du véhicule, il délivre un couple résistant correspondant à l’énergie de compression des gaz dans le moteur.For example, and more commonly, in the case where the heat engine is only to drive the vehicle, without being associated with an electric machine, it is known to operate the engine in the unlit state in the case of a lift of the driver's foot, that is to say when the driver completely releases the accelerator pedal while leaving a gearbox engaged, for example when the vehicle is approaching a steep downward slope. In this case, the engine continues to run in the unlit state. Driven by the inertia of the vehicle, it delivers a resistant torque corresponding to the compression energy of the gases in the engine.
Sur les moteurs diesel, il est alors connu de laisser ouverte la vanne d’admission d’air, ou boîtier-papillon. Généralement, une telle vanne n’est présente dans le circuit d’admission d’un moteur diesel que pour être utilisée dans certains cas de fonctionnement très particuliers du moteur.On diesel engines, it is then known to leave open the air intake valve, or throttle body. Generally, such a valve is present in the intake circuit of a diesel engine only to be used in some very particular operating cases of the engine.
Par exemple, la publication US-B1-7010914 divulgue un procédé de contrôle d’un moteur diesel suralimenté apte à éviter le pompage du compresseur d’un turbocompresseur du moteur, et plus particulièrement pour contrôler le débit d’air pendant des phases de fonctionnement temporaires au cours desquelles le moteur fonctionne à richesse stoechiométrique ou en mélange riche, telles que la régénération d’un piège à oxydes d’azote en mélange riche. Ce document ne traite pas du cas d’un moteur à l’état non allumé.For example, the publication US-B1-7010914 discloses a control method of a supercharged diesel engine capable of avoiding the pumping of the compressor of a turbocharger of the engine, and more particularly to control the air flow during operating phases temporary engines during which the engine operates stoichiometric richness or rich mixture, such as the regeneration of a nitrogen oxide trap in a rich mixture. This document does not deal with the case of a motor in the unlit state.
Dans un autre exemple, la publication FR-A1-2592093 divulgue un dispositif pour la commande d’un volet de vannage d’admission d’air dans un moteur diesel, apte à réduire les claquements au ralenti du moteur. Il est prévu que la vanne d’admission d’air du moteur soit fermée lorsque le conducteur lève le pied de la pédale d’accélérateur et qu’elle soit ouverte dès que le conducteur commence à appuyer sur ladite pédale. Ce document ne concerne pas davantage le cas d’un moteur non allumé.In another example, the publication FR-A1-2592093 discloses a device for controlling an air intake valve shutter in a diesel engine, adapted to reduce slam idle engine. It is expected that the engine air intake valve will be closed when the driver lifts his foot off the accelerator pedal and is opened as soon as the driver begins to depress said pedal. This document does not concern more the case of an unlit motor.
Au contraire, sur les moteurs à allumage par compression, il est connu qu’à l’inverse des moteurs à allumage commandé, une telle vanne d’admission d’air n’est pas utilisée pour régler la charge (couple) du moteur et reste donc presque constamment ouverte. Cependant, quand le moteur est amené à fonctionner à l’état non allumé, c’est-à-dire sans aucune injection de carburant, cette ouverture de la vanne d’admission d’air entraîne un afflux important d’air à l’échappement du moteur, de sorte que les différents dispositifs de dépollution montés dans le circuit d’échappement du moteur se refroidissent très rapidement. Cela a pour effet de dégrader l’efficacité de traitement de ces dispositifs.On the contrary, on compression ignition engines, it is known that unlike spark ignition engines, such an air intake valve is not used to adjust the load (torque) of the engine and therefore remains almost constantly open. However, when the engine is brought to operate in the unlit state, that is to say without any fuel injection, this opening of the air intake valve causes a large influx of air to the engine. exhaust of the engine, so that the various devices of depollution mounted in the exhaust system of the engine cools very quickly. This has the effect of degrading the processing efficiency of these devices.
Plus particulièrement, il est connu que lorsqu’un filtre à particules a besoin d’être régénéré parce-que la masse de suies accumulée a atteint un seuil, on provoque la combustion des suies en son sein grâce à un apport de réducteurs et à une élévation de la température au-dessus d’un seuil de température de l’ordre de 650°C. Le refroidissement du circuit d’échappement qui est dû à l’apport d’air chargé en oxygène est très défavorable à la régénération du filtre. Elle oblige à prendre des contre-mesures pour atteindre le seuil de température de régénération, par exemple une dégradation supplémentaire du rendement de combustion du moteur, ce qui entraîne une surconsommation de carburant.More particularly, it is known that when a particulate filter needs to be regenerated because the accumulated soot mass has reached a threshold, soot combustion is caused within it by a supply of reducing agents and a raising the temperature above a temperature threshold of the order of 650 ° C. The cooling of the exhaust circuit which is due to the supply of oxygen-laden air is very unfavorable to the regeneration of the filter. It requires taking countermeasures to reach the regeneration temperature threshold, for example further degradation of the combustion efficiency of the engine, resulting in overconsumption of fuel.
RESUME DE L’INVENTION L’invention propose de remédier aux défauts des procédés connus de contrôle des moteurs suralimentés à allumage par compression à l’état non allumé.SUMMARY OF THE INVENTION The invention proposes to remedy the defects of the known methods for controlling supercharged engines with compression ignition in the unlit state.
Elle vise plus précisément à éviter le refroidissement du circuit d’échappement de tels moteurs et la perte d’efficacité des dispositifs de dépollution montés dans le circuit d’échappement, qui résulte d’un tel refroidissement.It aims more precisely to prevent the cooling of the exhaust system of such engines and the loss of efficiency of the pollution control devices mounted in the exhaust circuit, which results from such cooling.
Elle propose pour cela un procédé de contrôle d’un moteur à allumage par compression, du type suralimenté par un turbocompresseur comportant un compresseur associé à une vanne de décharge à l’admission, ledit moteur étant monté sur un véhicule automobile, et pouvant être en outre associé à une machine électrique réversible apte à fonctionner selon un mode de génératrice ou selon un mode moteur dans lesquels elle participe au couple d’entraînement du véhicule, ledit procédé comprenant :It proposes for this purpose a control method of a compression-ignition engine of the supercharged type with a turbocharger comprising a compressor associated with a discharge valve at the intake, said engine being mounted on a motor vehicle, and which can be further associated with a reversible electric machine operable in a generator mode or in a motor mode in which it participates in the driving torque of the vehicle, said method comprising:
Une étape dans laquelle un couple est requis pour l’entraînement du véhicule par un conducteur du véhicule ;A step in which a torque is required for driving the vehicle by a driver of the vehicle;
Une étape au cours de laquelle une consigne de couple du moteur est déterminée ;A step during which an engine torque setpoint is determined;
Une étape au cours de laquelle on vérifie si ladite consigne de couple est nulle ; et,A step during which it is checked whether said torque setpoint is zero; and,
Si ladite consigne de couple est nulle, une étape au cours de laquelle l’injection de carburant dans le moteur est arrêtée.If said torque setpoint is zero, a step during which the injection of fuel into the engine is stopped.
La principale caractéristique du procédé selon l’invention est qu’il comporte en outre, lorsque ladite consigne de couple est nulle, une étape de fermeture d’une vanne d’admission d’air du moteur.The main feature of the method according to the invention is that it further comprises, when said torque setpoint is zero, a step of closing an air intake valve of the engine.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture d’un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique illustrant un dispositif de motorisation selon l’invention ; et, la figure 2 est un organigramme illustrant les différentes étapes d’un procédé de contrôle d’un moteur du dispositif de motorisation de la figure 1 selon un mode de réalisation de l’invention.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Other features and advantages of the invention will appear on reading a non-limiting embodiment thereof, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic view illustrating a device motorization according to the invention; and FIG. 2 is a flowchart illustrating the various steps of a motor control method of the motorization device of FIG. 1 according to one embodiment of the invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURESDETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES
La figure 1 représente un dispositif de motorisation 1 apte à la mise en œuvre du procédé selon l’invention, qui équipe notamment un véhicule automobile. II comprend au moins un moteur thermique 2, plus précisément un moteur à combustion interne suralimenté du type à allumage par compression (du type diesel), qui se présente ici de manière non limitative sous la forme d’un moteur à quatre cylindres en ligne.FIG. 1 represents a motorization device 1 suitable for implementing the method according to the invention, which equips in particular a motor vehicle. It comprises at least one heat engine 2, more precisely a supercharged internal combustion engine of the compression ignition type (of the diesel type), which is here in a non-limiting manner in the form of a four-cylinder in-line engine.
Pour son fonctionnement, un tel moteur thermique 2 aspire de l’air dans le sens de la flèche F1 par l’intermédiaire d’un circuit d’admission d’air 3, et évacue ses gaz de combustion par un circuit d’échappement 4 afin de les diriger vers un système de dépollution 5 des gaz de combustion du moteur, puis de les évacuer dans l’atmosphère extérieure, dans le sens de la flèche F2. Le dispositif de dépollution 5 peut comprendre un catalyseur d’oxydation 5, un filtre à particules 5, un piège à oxydes d’azote 5, et/ou un catalyseur de réduction sélective des oxydes d’azote 5, dont le fonctionnement classique ne sera pas détaillé ici.For its operation, such a heat engine 2 draws air in the direction of arrow F1 through an air intake circuit 3, and discharges its combustion gases through an exhaust circuit 4 in order to direct them to a system 5 for cleaning the combustion gases of the engine and then to evacuate them to the outside atmosphere, in the direction of the arrow F2. The depollution device 5 may comprise an oxidation catalyst 5, a particulate filter 5, a nitrogen oxide trap 5, and / or a selective reduction catalyst for nitrogen oxides 5, the conventional operation of which will not be not detailed here.
Le moteur 2 consomme également du carburant de type diesel, qui est amené au moteur grâce à un système d’injection (partiellement non représenté), par exemple un système d’injection directe qui peut comporter une rampe d’alimentation commune aux différents cylindres, et au moins un injecteur 6 de carburant par cylindre apte à injecter le carburant directement dans chacun desdits cylindres, plus précisément dans chaque chambre de combustion délimitée dans chaque cylindre. En variante non représentée, chaque cylindre pourrait être alimenté par un injecteur qui injecte le carburant dans une conduite d’admission en amont de chaque cylindre.The engine 2 also consumes diesel-type fuel, which is fed to the engine by means of an injection system (not shown), for example a direct injection system which may comprise a supply rail common to the various cylinders, and at least one fuel injector 6 per cylinder capable of injecting the fuel directly into each of said cylinders, more precisely into each combustion chamber defined in each cylinder. In variant not shown, each cylinder could be fed by an injector which injects the fuel into an intake pipe upstream of each cylinder.
Dans le circuit d’admission d’air 3, un filtre à air 7 permet d’éliminer les poussières contenues dans l’air. S’agissant d’un moteur 2 suralimenté, le moteur 2 comprend par ailleurs un turbocompresseur 8 dont le compresseur 9 est monté en aval du filtre à air 7. De plus, il se peut qu’un échangeur de température 10 soit disposé à l’aval du compresseur 9. Le circuit d’admission d’air 3 comprend encore, en aval du compresseur 9, une première vanne d’admission d’air 11, ou boîtier-papillon 11, apte à régler le débit des gaz entrant dans le moteur 2, et un collecteur d’admission 12, ou répartiteur 12.In the air intake circuit 3, an air filter 7 makes it possible to eliminate the dust contained in the air. In the case of a supercharged engine 2, the engine 2 also comprises a turbocharger 8, the compressor 9 of which is mounted downstream of the air filter 7. In addition, it is possible for a heat exchanger 10 to be arranged at the same time. The air intake circuit 3 further comprises, downstream of the compressor 9, a first air intake valve 11, or throttle body 11, able to regulate the flow rate of the gases entering the compressor. the engine 2, and an intake manifold 12, or distributor 12.
Le compresseur 9 est entraîné par une turbine 13 du turbocompresseur, qui est interposée dans le circuit d’échappement 4 entre le moteur 2 et le dispositif de dépollution 5. La turbine 13 est montée dans le circuit d’échappement 4 du moteur, en aval du moteur 2, plus précisément entre un collecteur d’échappement 14 du moteur et le dispositif de dépollution 5. Classiquement, la turbine 13 peut être associée à une conduite de dérivation à l’échappement (non représentée) qui contourne la turbine 13 et qui comporte une vanne de décharge à l’échappement (également appelée vanne « waste gâte ») pour pouvoir ajuster l’énergie apportée par les gaz d’échappement à la turbine 13, et donc de pouvoir régler la pression délivrée par le compresseur 9.The compressor 9 is driven by a turbine 13 of the turbocharger, which is interposed in the exhaust circuit 4 between the engine 2 and the pollution control device 5. The turbine 13 is mounted in the exhaust system 4 of the engine, downstream of the engine 2, more precisely between an exhaust manifold 14 of the engine and the depollution device 5. Conventionally, the turbine 13 may be associated with an exhaust bypass line (not shown) which bypasses the turbine 13 and which comprises an exhaust discharge valve (also called waste gate valve) to be able to adjust the energy provided by the exhaust gas to the turbine 13, and thus to be able to adjust the pressure delivered by the compressor 9.
Le compresseur 9 est associé à un circuit de dérivation 15 qui le contourne, et qui comporte une vanne de décharge à l’admission 16 (appelée également vanne « pop off »).PIus précisément, le circuit de dérivation 15 se présente sous la forme d’une conduite 15 qui prend naissance en un point situé en aval du compresseur 9, et dont l’autre extrémité débouche en amont du compresseur 9. La vanne de décharge à l’admission 16 peut par exemple être pneumatique et s’ouvrir sous l’effet de la pression régnant en aval du compresseur 9, ou bien il peut s’agir d’une vanne électrique dont l’ouverture peut être pilotée par exemple en fonction d’une mesure de pression.The compressor 9 is associated with a bypass circuit 15 which bypasses it, and which comprises an inlet discharge valve 16 (also called "pop off" valve). Specifically, the branch circuit 15 is in the form of a pipe 15 which originates at a point located downstream of the compressor 9, and the other end opens upstream of the compressor 9. The discharge valve at the inlet 16 may for example be pneumatic and open under the effect of the pressure prevailing downstream of the compressor 9, or it may be an electric valve whose opening can be controlled for example according to a pressure measurement.
De plus, pour son fonctionnement, le moteur thermique 2 comporte généralement au moins un circuit de recirculation partielle des gaz d’échappement à l’admission, connu également sous l’abréviation circuit EGR (EGR désignant l’acronyme en langue anglaise pour « Exhaust Gas Recycling »).In addition, for its operation, the heat engine 2 generally comprises at least one partial exhaust gas recirculation circuit at the inlet, also known under the abbreviation EGR circuit (EGR designating the acronym in English for "Exhaust Gas Recycling ").
On a représenté sur la figure 1 le cas non limitatif d’un moteur équipé d’un premier circuit EGR à haute pression 17 et d’un deuxième circuit EGR à basse pression 18.FIG. 1 shows the non-limiting case of an engine equipped with a first high-pressure EGR circuit 17 and a second low-pressure EGR circuit 18.
Le circuit EGR à haute pression 17 se présente sous la forme d’une conduite qui relie un point du circuit d ‘échappement 4 situé en amont de la turbine 13 à un point du circuit d’admission 3 situé en aval du compresseur 9. II est équipé d’une vanne 19 de réglage du débit des gaz d’échappement à haute pression recyclés à l’admission, dite vanne EGR HP 19.The high-pressure EGR circuit 17 is in the form of a pipe which connects a point of the exhaust circuit 4 situated upstream of the turbine 13 to a point of the intake circuit 3 situated downstream of the compressor 9. is equipped with a valve 19 for adjusting the flow of the high pressure exhaust gas recycled at the inlet, called the HP EGR valve 19.
Le circuit EGR à basse pression 18 se présente sous la forme d’une conduite qui relie un point du circuit d’échappement 4 situé en aval de la turbine 13 (ici plus précisément à la sortie du dispositif de dépollution 5) à un point du circuit d’admission 3 situé en amont du compresseur 9. II est équipé d’une vanne 20 de réglage du débit des gaz d’échappement à basse pression recyclés à l’admission, dite vanne EGR BP 20. De plus, il se peut qu’un refroidisseur 21 des gaz soit implanté dans le circuit EGR à basse pression 18.The low-pressure EGR circuit 18 is in the form of a pipe which connects a point of the exhaust circuit 4 situated downstream of the turbine 13 (here more precisely at the outlet of the pollution control device 5) to a point of the intake circuit 3 located upstream of the compressor 9. It is equipped with a valve 20 for adjusting the flow rate of the low pressure exhaust gas recycled at the inlet, called EGR valve BP 20. Moreover, it is possible to a cooler 21 of the gases is implanted in the low-pressure EGR circuit 18.
Les gaz d’échappement à basse pression peuvent circuler dans le sens de la flèche F indiquée sur la figure 1 dans les conditions de fonctionnement où la pression régnant en amont du compresseur 9 est inférieure à la pression régnant en aval de la turbine 13. II est possible que le circuit d’échappement 4 soit en outre muni d’une vanne à l’échappement 22 apte à faciliter la circulation desdits gaz lorsque cette condition n’est pas remplie naturellement ou que l’écart de pression entre l’amont du compresseur et l’aval de la turbine est trop faible pour obtenir un débit de gaz recyclé suffisant : en fermant la vanne à l’échappement 22, on crée une perte de charge suffisamment importante pour augmenter fortement la pression en aval de la turbine 13, ce qui force la circulation des gaz d’échappement dans la conduite 18 dans le sens de la flèche F.The low pressure exhaust gas can flow in the direction of the arrow F shown in Figure 1 under operating conditions where the pressure upstream of the compressor 9 is lower than the pressure downstream of the turbine 13. II it is possible for the exhaust circuit 4 to be further provided with an exhaust valve 22 adapted to facilitate the circulation of said gases when this condition is not naturally fulfilled or when the pressure difference between the upstream side of the exhaust pipe compressor and the downstream of the turbine is too low to obtain a sufficient flow of recycled gas: by closing the exhaust valve 22, it creates a sufficiently large pressure drop to greatly increase the pressure downstream of the turbine 13, which forces the circulation of the exhaust gases in the pipe 18 in the direction of the arrow F.
De manière connue en soi, le moteur thermique 2 produit un couple moteur, dit couple thermique Ct , qui résulte de la combustion d’un mélange d’air frais (auquel peuvent s’ajouter des gaz recyclés d’échappement) et de carburant dans des quantités bien définies par un calculateur du moteur 2.In a manner known per se, the heat engine 2 produces a driving torque, said thermal torque Ct, which results from the combustion of a mixture of fresh air (which can be added exhaust gas recirculated) and fuel in quantities well defined by a calculator of the engine 2.
Dans un premier mode de réalisation de l’invention, le dispositif de motorisation 1 selon l’invention comprend aussi une machine électrique réversible 23, comme cela est représenté sur la figure 1.In a first embodiment of the invention, the motorization device 1 according to the invention also comprises a reversible electric machine 23, as shown in FIG.
La machine électrique 23, par exemple un alterno-démarreur 23 séparé d’un volant d’inertie du moteur thermique 2, et dont un arbre rotatif 24 est accouplé via des moyens de transmission 25 à un arbre rotatif 26 du moteur thermique 2, par exemple un vilebrequin, est apte à fonctionner en mode « moteur » ou en mode de « génératrice », sous la supervision d’un boîtier de commande 27. D’autres variantes d’architecture peuvent être prévues sans sortir du cadre de l’invention.The electric machine 23, for example an alternator-starter 23 separated from an flywheel of the heat engine 2, and a rotary shaft 24 is coupled via transmission means 25 to a rotary shaft 26 of the engine 2, by example a crankshaft, is able to operate in "engine" mode or "generator" mode, under the supervision of a control box 27. Other architectural variants can be provided without departing from the scope of the invention .
En mode de « génératrice », la machine électrique 23 est un alternateur qui fournit un courant électrique destiné à être stocké dans une batterie 28 d’accumulateurs en prélevant un couple électrique Ce résistant ; en mode « moteur », elle est au contraire alimentée par du courant stocké auparavant dans la batterie 28, et elle fournit un couple électrique Ce moteur qui s’ajoute à celui Ct du moteur thermique pour être transmis aux roues du véhicule.In "generator" mode, the electric machine 23 is an alternator which supplies an electric current intended to be stored in a battery 28 of accumulators by taking an electric torque Ce resistant; in "engine" mode, it is instead powered by current previously stored in the battery 28, and it provides an electric torque This engine which is added to that Ct of the engine to be transmitted to the wheels of the vehicle.
Le mode de fonctionnement général du dispositif de motorisation 1 est le suivant : L’enfoncement de la pédale d’accélérateur (non représentée) du véhicule par le conducteur est traduite par un calculateur (non représenté) en une consigne de couple C à transmettre aux roues du véhicule. Le couple C peut alors être obtenu soit sous la forme de couple thermique Ct, soit sous la forme de couple électrique Ce, soit sous la forme d’une combinaison des deux. Dans tous les cas, la valeur du couple C est égale à la somme algébrique des valeurs du couple thermique Ct et du couple électrique Ce, ce dernier prenant une valeur positive en mode « moteur » et une valeur négative en mode de « génératrice » de la machine électrique 23, le calculateur effectuant la répartition en fonction de différents paramètres du véhicule et/ou du dispositif de motorisation 1.The general operating mode of the motorization device 1 is as follows: The depression of the accelerator pedal (not shown) of the vehicle by the driver is translated by a computer (not shown) into a torque setpoint C to be transmitted to the vehicle wheels. The torque C can then be obtained either in the form of a thermal torque Ct, or in the form of electric torque Ce, or in the form of a combination of the two. In all cases, the value of the torque C is equal to the algebraic sum of the values of the thermal torque Ct and of the electrical torque Ce, the latter taking a positive value in "motor" mode and a negative value in the "generator" mode of the electric machine 23, the calculator performing the distribution according to different parameters of the vehicle and / or the motorization device 1.
Il se peut que la totalité du couple nécessaire à l’entraînement du véhicule soit fournie par la seule machine électrique, le superviseur 27 imposant une consigne de couple thermique Ct nulle, par exemple lorsque la batterie 28 est pleine et doit être déchargée, ou lorsque le dispositif de dépollution 5 du moteur thermique est froid et présente une efficacité de traitement trop faible, etc.It may be that all the torque necessary for driving the vehicle is provided by the single electrical machine, the supervisor 27 imposing a zero thermal torque setpoint, for example when the battery 28 is full and must be discharged, or when the depollution device 5 of the engine is cold and has a treatment efficiency too low, etc.
Selon les modes de fonctionnement connus de l’état de la technique, en cas de consigne de couple thermique nulle, on coupe alors l’injection de carburant dans le moteur thermique 2, ce qui interrompt l’allumage par compression dans les cylindres, et le boîtier-papillon 11 reste ouvert. Le moteur thermique 2 est alors entraîné à vide par la machine électrique 23 et ne délivre qu’un faible couple résistant correspondant à l’énergie de pompage de l’air dans les cylindres.According to the operating modes known from the state of the art, in the case of a zero thermal torque set point, the injection of fuel into the heat engine 2 is then cut off, which interrupts ignition by compression in the cylinders, and the throttle body 11 remains open. The heat engine 2 is then driven empty by the electric machine 23 and delivers only a small resistive torque corresponding to the pumping energy of the air in the cylinders.
Dans un deuxième mode de réalisation de l’invention, le dispositif de motorisation 2 est en tout point semblable au dispositif représenté à la figure 1, à l’exception du fait que le moteur thermique 2 n’est pas associé à une machine électrique 23 mais à un alternateur classique 23, dont l’arbre rotatif 24 est accouplé au moteur via des moyens de transmission 25, par exemple une courroie d’accessoires.In a second embodiment of the invention, the drive device 2 is in all respects similar to the device shown in FIG. 1, with the exception that the heat engine 2 is not associated with an electric machine. but a conventional alternator 23, the rotary shaft 24 is coupled to the motor via transmission means 25, for example an accessories belt.
De la même façon que pour le premier mode, l’enfoncement de la pédale d’accélérateur (non représentée) du véhicule par le conducteur est traduite par un calculateur (non représenté) en une consigne de couple C à transmettre aux roues du véhicule, mais ici, ce couple C est obtenu uniquement sous la forme de couple thermique Ct du moteur 2.In the same way as for the first mode, the depression of the accelerator pedal (not shown) of the vehicle by the driver is translated by a computer (not shown) into a torque setpoint C to be transmitted to the wheels of the vehicle, but here, this torque C is obtained only in the form of thermal torque Ct of the engine 2.
Dans un tel dispositif, il peut advenir également que la consigne de couple thermique soit nulle, plus particulièrement lors d’un lever de pied de la part du conducteur du véhicule, c’est-à-dire lorsque celui-ci relève complètement le pied de la pédale d’accélérateur du véhicule, par exemple lorsque le véhicule descend une forte pente. Les modes de fonctionnement connus de l’état de la technique dans pareil cas sont similaires à ceux du premier mode de réalisation du dispositif : on coupe l’injection de carburant dans les cylindres et l’allumage, et le boîtier-papillon 11 reste ouvert.In such a device, it may also happen that the thermal torque setpoint is zero, more particularly during a lifting of the foot by the driver of the vehicle, that is to say when it completely raises the foot the accelerator pedal of the vehicle, for example when the vehicle descends a steep slope. The known operating modes of the state of the art in such a case are similar to those of the first embodiment of the device: the injection of fuel into the cylinders and the ignition is cut off, and the throttle body 11 remains open. .
La figure 2 illustre les différentes étapes d’un procédé de contrôle d’un moteur à allumage par compression, tel qu’il vient d’être décrit à l’appui de la figure 1.FIG. 2 illustrates the various steps of a control method of a compression ignition engine, as just described with reference to FIG. 1.
Le procédé débute par une étape 100 au cours de laquelle le conducteur requiert un couple C pour l’entraînement du véhicule, par exemple en appuyant sur la pédale d’accélérateur. L’enfoncement de la pédale est une valeur représentative de cette requête de couple. On relève également le régime de rotation N du moteur 2.The method starts with a step 100 during which the driver requires a torque C for driving the vehicle, for example by pressing the accelerator pedal. The depression of the pedal is a representative value of this torque request. There is also the rotation speed N of the engine 2.
Le procédé se poursuit par une étape 200 de détermination d’une consigne de couple thermique Ct, c’est-à-dire d’une consigne de couple imposée au moteur 2, et le cas échéant, si le moteur 2 est associé à une machine électrique 23, d’une consigne de couple électrique Ce. Le couple d’entraînement du véhicule peut être entièrement fourni par le moteur, ou entièrement par la machine électrique, ou, en combinaison, par les deux ensemble dans des proportions variables, sous l’action d’un calculateur du moteur. Bien entendu si le moteur n’est pas associé à une machine électrique, la consigne de couple électrique est alors toujours égale à zéro.The method continues with a step 200 of determining a thermal torque setpoint Ct, that is to say a torque setpoint imposed on the motor 2, and if necessary, if the motor 2 is associated with a electric machine 23, an electrical torque set Ce. The driving torque of the vehicle can be entirely provided by the motor, or entirely by the electric machine, or, in combination, by both together in varying proportions, under the action of an engine computer. Of course if the motor is not associated with an electric machine, the electric torque setpoint is then always equal to zero.
Le procédé se poursuit par une étape 300 de réglage du moteur 2, dans laquelle le calculateur du moteur 2 détermine un débit d’air, un débit de gaz d’échappement à haute pression et/ou à basse pression recyclés à l’admission et un débit de carburant pour la production du couple thermique Ct.The method continues with a step 300 for adjusting the engine 2, in which the computer of the engine 2 determines an air flow rate, a flow rate of high pressure exhaust and / or low pressure recycled at the intake and a fuel flow for the production of the thermal torque Ct.
Cela se traduit par le réglage d’une position angulaire apap de la vanne d’admission d’air 11, d’une position angulaire de la vanne de recirculation à haute pression 19 et/ou de la vanne de recirculation à basse pression 20 et/ou de la vanne à l’échappement 22, et d’un temps d’injection tinj de carburant dans les cylindres du moteur. La richesse r du mélange air / carburant est presque toujours inférieure à 1, et elle est obtenue en ajustant le débit du carburant sans modifier le débit des gaz aspirés dans le moteur. En d’autres termes, la position angulaire apap de la vanne d’admission d’air est généralement la position de pleine ouverture. A une étape de test 400, on vérifie si la valeur de consigne Ct du couple thermique est nulle. Comme déjà exposé plus haut, ce cas peut se présenter notamment lors d’un lever de pied dans le cas d’un moteur thermique 2 seul, ou lorsque le calculateur provoque le fonctionnement du véhicule en mode électrique pur, dans le cas d’un moteur thermique 2 associé à une machine électrique 23.This results in the adjustment of an apap angular position of the air intake valve 11, an angular position of the high-pressure recirculation valve 19 and / or the low-pressure recirculation valve 20 and / or the exhaust valve 22, and an injection time tinj fuel in the engine cylinders. The richness of the air / fuel mixture is almost always less than 1, and it is obtained by adjusting the fuel flow without changing the flow rate of the gases sucked into the engine. In other words, the apap angular position of the air intake valve is generally the full open position. At a test step 400, it is checked whether the set value Ct of the thermal torque is zero. As already explained above, this case may arise especially during a foot lift in the case of a single engine 2, or when the computer causes the operation of the vehicle in pure electric mode, in the case of a thermal engine 2 associated with an electric machine 23.
Si ladite consigne Ct n’est pas nulle, le procédé reprend à l’étape 100. Dans le cas contraire, le procédé oriente vers une étape 500 dans laquelle le moteur thermique 2 passe à un état non allumé, se traduisant par l’arrêt de l’injection de carburant, en d’autres termes par un temps d’injection tinj nul, et par l’arrêt de la combustion du mélange air/carburant dans les cylindres du moteur.If said set point Ct is not zero, the process resumes in step 100. In the opposite case, the process orients to a step 500 in which the heat engine 2 goes to an unlit state, resulting in stopping fuel injection, in other words by an injection time tinj zero, and stopping the combustion of the air / fuel mixture in the engine cylinders.
Le procédé se poursuit par une étape 600 au cours de laquelle on ferme la vanne d’admission d’air 11, de préférence jusqu’à sa position de fermeture complète, de façon à limiter au maximum le débit des gaz admis dans le moteur. En d’autres termes, il s’agit de limiter le transfert d’air chargé en oxygène en provenance du moteur vers le circuit d’échappement et plus particulièrement vers le dispositif de dépollution 5.The process is continued by a step 600 during which the air admission valve 11 is closed, preferably to its full closed position, so as to limit as much as possible the flow rate of the gases admitted into the engine. In other words, it is a question of limiting the oxygen-charged air transfer from the engine to the exhaust system and more particularly to the depollution device 5.
Le procédé peut comporter une étape 700 dans laquelle la position apop-Off de la vanne de décharge à l’admission 16 prend une position ouverte. La réalisation de cette étape peut dépendre, par exemple, de la valeur de la pression des gaz d’admission comprimés dans le compresseur 9, mesurée à l’aval du compresseur 9.The method may include a step 700 in which the apop-Off position of the discharge valve at the inlet 16 takes an open position. The realization of this step may depend, for example, on the value of the pressure of the compressed admission gases in the compressor 9, measured downstream of the compressor 9.
Le procédé reprend ensuite de manière itérative à l’étape 100.The process then resumes iteratively in step 100.
On comprend de ce qui précède, et plus particulièrement des étapes 600 et 700, que le procédé permet de limiter l’afflux d’air chargé en oxygène vers le circuit d’échappement 4, cet air étant refoulé à l’admission du moteur sans traverser le compresseur 9 dans le sens inverse au sens normal de circulation. On évite ainsi de refroidir le circuit d’échappement tout en évitant le pompage du compresseur.From the foregoing, and more particularly from steps 600 and 700, it is understood that the method makes it possible to limit the influx of air charged with oxygen to the exhaust circuit 4, this air being discharged at the intake of the engine without traverse the compressor 9 in the opposite direction to the normal direction of circulation. This avoids cooling the exhaust system while avoiding pumping the compressor.
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