WO2006027511A1 - Systeme de controle du fonctionnement d'un moteur diesel de vehicule automobile - Google Patents

Systeme de controle du fonctionnement d'un moteur diesel de vehicule automobile Download PDF

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WO2006027511A1
WO2006027511A1 PCT/FR2005/050631 FR2005050631W WO2006027511A1 WO 2006027511 A1 WO2006027511 A1 WO 2006027511A1 FR 2005050631 W FR2005050631 W FR 2005050631W WO 2006027511 A1 WO2006027511 A1 WO 2006027511A1
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WO
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engine
torque setpoint
predetermined
mapping
controlling
Prior art date
Application number
PCT/FR2005/050631
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English (en)
Inventor
Fayçal Souidi
Vincent Souchon
Benjamin Desmarquet
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles Sa
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine

Definitions

  • the present invention relates to a system for controlling the operation of a motor vehicle diesel engine associated with means for supplying the cylinders with fuel and with means for recirculating the exhaust gas at its inlet.
  • the control system comprising means for controlling the supply means as a function of the rotational speed of the engine and an effective torque setpoint thereof and means for controlling the recirculation means as a function of at least the effective torque setpoint.
  • a diesel engine of a motor vehicle is associated with fuel supply means for the cylinders thereof.
  • These supply means comprise, for example, common feed ramp means delivering fuel to electronic fuel injectors in the combustion chambers of the engine cylinders.
  • a diesel engine is also associated with exhaust gas recirculation means, also known as the EGR system, which recycles a portion of the exhaust gas at the engine inlet.
  • EGR system exhaust gas recirculation means
  • These supply and recirculation means are conventionally controlled by a unit for controlling the operation of the engine, or ECU unit.
  • the latter delivers to the supply means a fuel injection instruction in the cylinders as a function of the rotational speed of the engine and a torque setpoint from the driver of the vehicle.
  • the ECU also supplies the recirculation means. an air flow setpoint in the cylinders according to the rotational speed of the engine and the torque setpoint from the driver of the vehicle or according to this speed and the fuel flow injected into the cylinders. If the engine has an optimal operation, the emission of pollutants by it is then minimized.
  • the characteristics of the fuel injection in the cylinders, and in particular the fuel flow characteristics of the injectors vary over time due to the state of wear and fouling of the latter.
  • the characteristics of the rolls in particular their compression ratio, the permeability of their valves and their segments, also vary over time because of their state of wear.
  • the injection control law implemented by the ECU unit may become unsuitable after a certain time due to the sum of the drifts of the characteristics of the injectors and the cylinders. There is then a degradation in the emission of pollutants by the engine.
  • the object of the present invention is to solve the aforementioned problems by proposing a system for controlling the operation of the engine which corrects the drifts of the characteristics of the engine by regulating the control of the recirculation means throughout the life of the vehicle.
  • the subject of the invention is a system for controlling the operation of a motor vehicle diesel engine associated with means for supplying the cylinders with fuel and with means for recirculating the exhaust gases. at the input thereof, the control system comprising means for controlling the supply means as a function of the rotational speed of the motor and an effective torque setpoint thereof and means for controlling the recirculation means according to at least the effective torque reference, characterized in that it comprises:
  • this system is characterized in that: the means for determining the reconstructed torque setpoint comprise:
  • the means for determining the quantity of fuel injected into the cylinders are adapted to determine a quantity of fuel injected into the cylinders for each engine cycle according to the relation:
  • Qc AxRixQair
  • Qc the amount of fuel injected into the cylinders for the engine cycle
  • Ri the acquired oxygen richness
  • A is a predetermined parameter
  • Qair is a quantity of air admitted to the cylinder inlet for the engine cycle determined according to the air flow acquired
  • control means of the supply means are adapted to implement a first predetermined mapping of fuel injection into the cylinders as a function of the speed and the effective torque reference, and in that the means for determining the reconstructed torque setpoint are adapted to reconstruct it by implementing a second inverse mapping of the first;
  • control means of the recirculation means comprise means for determining, as a function of the effective torque setpoint, a corrected torque setpoint based on an effective torque setpoint correction mapping determined as a function of the difference between the effective torque setpoint and the reconstructed torque setpoint, and means for determining a driving setpoint of the recirculation means as a function of the speed and the corrected torque setpoint;
  • the effective torque reference correction mapping is determined according to the relation:
  • Carto + (E, CC) (1 - ⁇ ) x ⁇ C + ⁇ x Carto " (E, CC)
  • CC is the effective torque setpoint
  • E is another driving input of the control means of the recirculation means, such as in particular the engine speed or the fuel flow injected into the cylinders
  • Carto + (E, CC) is the value of the map after adjustment for E and CC
  • Carto " (E, CC) is the value of the pre-adjustment map for E and CC
  • ⁇ is a predetermined filtering factor
  • ⁇ C is a determined difference term in function the difference between the effective torque setpoint and the reconstructed torque setpoint.
  • the difference term is determined by a predetermined low-pass filtering of the instantaneous difference between the effective torque setpoint and the reconstructed torque setpoint;
  • the effective torque command correction mapping is equal to the subtraction of a first mapping by a second cartography, the first mapping defining a correction of the effective torque setpoint for drifts during the engine running time and the second mapping defining an error correction relating to the determination of the torque set reconstructed by the system;
  • the adjustment means correct the second correction mapping during a predetermined phase of the beginning of the life of the engine, and then, following this phase, correct the first mapping;
  • a predetermined condition of the operation of the engine is a condition of membership of the engine speed at a predetermined range of speeds
  • a predetermined condition of the operation of the engine is a membership condition of the effective torque setpoint to a predetermined range of pairs;
  • a predetermined condition of the operation of the engine is a condition of membership of the atmospheric pressure at a predetermined range of pressures;
  • a predetermined condition of the operation of the engine is a condition of membership of the temperature of the engine coolant at a predetermined temperature range
  • a predetermined condition of the operation of the engine is a condition of belonging of the air temperature to a predetermined range of temperatures;
  • the engine is associated with a filter with depollution means arranged in an exhaust line thereof, and being regenerated at least regularly, and in that a predetermined condition of the operation of the engine is that the regeneration of the means depollution is not active;
  • the means for acquiring the oxygen richness of the exhaust gases comprise a proportional ⁇ probe arranged in the exhaust line of the engine, this probe being operational a predetermined time after its activation by the engine operation control system , and in that a triggering condition is that this probe is operational;
  • a trigger condition is the detection of the stability of the control inputs of the control means of the recirculation means around an input value of a predetermined set of input values
  • the triggering means are adapted to compare the control inputs of the control means with the input value of the predetermined set of input values, and in that a triggering condition is that these control inputs remain in a predetermined neighborhood of the input value for at least a predetermined duration;
  • the triggering means scrutinize the stability of the pilot inputs around the input value during the execution of the adjustment of the control means of the recirculation means, and in that the means of setting are disabled if the pilot inputs are no longer stable around the input value;
  • FIG. 1 is a schematic view of a system according to the invention associated with a diesel engine of a motor vehicle equipped with recirculation means of exhaust gas of the torque structure type;
  • FIG. 2 is a diagrammatic view in more detail of the system of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a timing diagram illustrating the triggering of the adjustment means forming part of the constitution of the system of FIG. 2.
  • FIG. 1 schematically illustrates a system for controlling the operation of a diesel engine 10 of a motor vehicle.
  • the engine 10 comprises cylinders 12 supplied with fuel by supply means which comprise, for example, means 13 forming a common supply rail delivering fuel to piloted injectors 14 associated with the cylinders 12.
  • the injectors 14 are controlled by injection control means 16 which deliver to these an injection set point C1 as a function of the rotational speed of the engine CR, for example delivered by a speed sensor, and a set point effective DC torque for it from the driver of the vehicle, and possibly other information such as for example the water temperature of the engine coolant and the atmospheric pressure P.
  • injection control means 16 are adapted to control the injectors 14 so that they deliver to the cylinders
  • control means 16 evaluate, for the regime CR and the effective instruction of DC torque and at each engine cycle, a predetermined mapping associated with each type of injection, as is known in itself in the state of the art.
  • the effective DC torque setpoint advantageously comes from a prior filtering of a CCC torque setpoint delivered by the driver of the vehicle, for example by means of an accelerator pedal.
  • This filtering is performed by filtering means 18 which select the maximum between the torque setpoint of the driver CCC and an idle torque setpoint CCR, for satisfactory control of the idling of the engine 10 for example.
  • the diesel engine 10 is also associated with means 20 for recirculating the exhaust gas at the inlet thereof.
  • These means 20 comprise, for example, a bypass 22 of an exhaust line 24 of the engine 10 for withdrawing part of the exhaust gas by means of a duct 26, and air / gas mixture admission means 28. exhaust at the inlet of the engine 10 receiving the exhaust gas taken and air at an air inlet 30.
  • the means 20 for recirculating the exhaust gases are controlled by piloting means 32 adapted to deliver an EGR control setpoint, for example airflow, to the intake means 28 as a function of the effective DC torque setpoint. .
  • the recirculation means 20 are also controlled as a function of the rotational speed of the engine CR, the recirculation means 20 being thus qualified as recirculation means of the "torque structure" type.
  • the control means 32 thus receive the torque set point CC and the speed CR and deliver the recirculation means 20 the EGR control setpoint as a function of these.
  • the means 32 for controlling the recirculation means determine in particular the EGR control setpoint as a function of a predetermined air / exhaust gas control law, for example implemented in the form of a predetermined mapping of EGR steering instructions as a function of speed and torque values, as will be explained in more detail below.
  • the diesel engine 10 is associated with pollution control means 34, arranged in the exhaust line 24 and being regenerated regularly and / or periodically, as is known per se in the state of the art.
  • the control laws implemented by the control means 16 and 32 are, in general, determined at the factory outlet.
  • the operation of the motor 10 can be disordered because the control laws of the means 16 and 32 are no longer adapted to the actual characteristics of the injectors 14 and the cylinders 12.
  • the engine 10 is associated with a control system of its operation according to the invention, adapted to correct such drifts by adjusting the operation of the recirculation means 20 by adjusting the control means 32 associated with them .
  • the system for controlling the operation of the engine 10 comprises means 36 for acquiring the oxygen richness R1 of the exhaust gases, for example a proportional ⁇ probe arranged in the exhaust line 24 of the engine 10, and means 38 for acquiring the air flow DA at the inlet of the engine 10, for example a flow meter arranged at the air inlet 30 of the air / exhaust admission means 28.
  • the system comprises determination means 40 adapted to reconstruct an input torque setpoint of the control means 16 as a function of the oxygen richness R1 of the exhaust gas acquired and the airflow DA acquired, in a manner that will be explained in more detail later.
  • the driving torque, induced by the effective DC torque setpoint is equal to the effective DC torque setpoint.
  • the engine torque is not equal to this setpoint, but for example equal to C ⁇ CC.
  • this engine torque C corresponds to the engine torque resulting from an effective torque setpoint CCR which would be delivered to an engine operating optimally, that is to say having no drift.
  • the difference between the effective torque setpoint CC and the effective torque setpoint CCR of an optimally operating engine then makes it possible to characterize the drifts in time of the injectors 14 and the cylinders 12.
  • the means 40 are adapted to reconstruct such a CCR torque setpoint as a function of the oxygen richness Ri acquired and the airflow DA acquired, as will be explained in more detail below.
  • the reconstructed torque setpoint CCR and the effective torque setpoint CC are delivered to means 42 for adjusting the means 32 for controlling the recirculation means 20.
  • These adjustment means 42 are adapted to adjust the control means 32 as a function thereof to make the EGR setpoint delivered by the control means 32 to the recirculation means 20 to a setpoint value EGR corresponding to the torque setpoint. reconstructed CCR.
  • drifts of the engine are then corrected and the operation of the engine 10 optimized from the point of view of the emission of pollutants.
  • the system according to the invention also comprises means 44 for triggering the adjustment implemented by the adjustment means 42.
  • the triggering of the adjustment is carried out according to predetermined conditions of the operation of the engine 10.
  • the triggering of the adjustment is carried out in order to optimize the execution of the adjustment and also to take account of particular characteristics of the control of the operation of the engine 10, by example the driving laws implemented by the means 16, 32 of the supply and recirculation means, as will be explained in more detail later.
  • the means 40 for determining the reconstructed torque setpoint CCR comprise means 50 for determining the quantity of fuel Qc injected into the cylinders of the engine for each engine cycle.
  • the means 50 are adapted to determine, as a function of the air flow DA, the quantity of air Qair admitted to the engine inlet for the engine cycle, for example by integrating the airflow DA acquired on the engine cycle.
  • the means 50 are also adapted to determine the amount of fuel Qc injected into the cylinders for the engine cycle according to the relation:
  • the quantity Qc determined and the regime CR are delivered to means 52 for determining the reconstructed torque setpoint CCR as a function of these.
  • the injection set point C1 delivered by the control means 16 to the injectors 14 typically consists of a set of multiple injections of fuel into the cylinders, for example a pilot injection, a main injection and a post-injection. injection. These injections are determined from respective predetermined mappings for the regime CR and the effective torque setpoint CC, as is known per se in the state of the art.
  • mapping Qc carto1 (CR, CC) of fuel quantity injection into the engine cylinders per engine cycle as a function of the speed CR and the effective torque setpoint CC.
  • the setting of the means 32 for controlling the recirculation means 20 is subject to certain predetermined conditions of operation of the motor 10, monitored by the triggering means 44.
  • a first type of engine operating conditions are general operating conditions thereof which are monitored by monitoring means 56.
  • These operating conditions are so designated because they must be satisfied independently of the type of driving laws of the control means 16 and 32 in order to avoid adjustment of the unsatisfactory pilot means 32.
  • These conditions relate, for example, to the fact that the vehicle is not at altitude or in the process of being initialized, that the FAP is not in the regeneration phase, that the means for acquiring the oxygen richness of the exhaust gases is not in initialization phase, etc.
  • the system according to the invention guarantees the scope of the adjustment strategy that it implements.
  • the monitoring means 56 comprise more particularly:
  • means 60 for comparing the effective torque set point CC with a predetermined range of motor torques, for example of range [0; 200] N m ; means 62 for comparing the atmospheric pressure P with a predetermined range of atmospheric pressures, for example the range [950; 1030] mb;
  • means 64 for comparing the temperature of the engine coolant water with a predetermined range of coolant temperatures, for example the range [70; 100] ° C;
  • means 66 for comparing the temperature of the intake air at the inlet of the engine Tair to a predetermined range of air temperatures, for example the range [0; 40 ° C; means 68 for monitoring the operational state of the proportional ⁇ probe used to acquire the oxygen richness R 1 of the exhaust gases.
  • this probe is operational a predetermined time after its activation by the control system according to the invention, and the means 68 are adapted to monitor the time elapsed since the activation of the probe and to determine that it is operational, for example 20 seconds after activation; and
  • the outputs of the various means 58 to 70 are delivered to means 72 carrying out the AND logic operation, so that a first necessary condition for triggering the adjustment is that the speed CR, the effective torque set point CC, the atmospheric pressure, the coolant temperature, the engine inlet air temperature are included in their respective associated ranges and the regeneration phase of the pollution control means 34 is not active and the proportional probe is operational.
  • a second type of engine operating conditions relates to conditions of stability of the operation of the engine around predetermined operating points, and more particularly the operating points associated with the control law of the means 32 for controlling the recirculation means.
  • the control means 32 use an effective torque setpoint correction mapping to correct the effective torque setpoint delivered to the mapping EGR steering instructions.
  • This effective torque reference correction mapping consists of predetermined torque setpoint correction values associated with predetermined pairs of speed and torque values, i.e. consisting of a discrete set of values associated with a desired torque. discrete set of pairs of values.
  • the adjustment means 42 are then adapted to adjust the values of this map, as will also be explained in more detail later.
  • the speed CR and the effective torque setpoint CC must be substantially equal, that is to say neighbors, for the duration of the adjustment implemented by the adjustment means 42. to a pair of values (speed, torque) of the effective torque reference correction mapping for which adjustment is made.
  • the delays in the transport of the information for example induced by the gas transport time or the response time of the sensors, are of no importance, so that the measurements are substantially equal to their actual physical magnitudes.
  • the output of the means 72 is delivered to means 74 for monitoring the static operating conditions of the engine 10.
  • the means 74 are activated when the general operating conditions of the engine are validated.
  • the monitoring means 74 are adapted to compare the speed CR and the effective torque setpoint CC with the pairs of the effective torque reference correction mapping. The means 74 then monitor whether the torque (CR, CC) remains stable around one of these pairs for at least a predetermined duration time_stab, and then triggers the setting of the control means 32 for this pair, if this is the case. For example, the means 74 test whether the regime CR and the setpoint CC are included in intervals [Ri - ⁇ R; Ri + ⁇ R] and [Ci - ⁇ C; Ci + ⁇ C] respectively during stab_time, where Ri and Ci are the speed and torque values of a torque of the effective torque reference correction mapping respectively, and AR and ⁇ C are predetermined positive tolerances.
  • monitoring means 74 If the monitoring means 74 detect such a stability, they then deliver to the adjustment means 42 a setting triggering signal DR and the values Ri and Ci of the pair of the mapping for an adjustment of the control means 32 for the latter.
  • FIGS. 3A to 3D are timing diagrams illustrating an example of operation of the means 44 for triggering the adjustment.
  • FIG. 3A is a graph of the output S of the means 72 carrying out the AND function.
  • FIGS. 3B and 3C are two examples of the evolution of the speed CR and the effective torque setpoint CC respectively, and FIG. 3D is the evolution of the triggering signal DR of the adjustment of the corresponding control means 32.
  • the general operating conditions of the engine tested by the monitoring means 56 are validated and the monitoring means 74 are activated.
  • the speed CR and the effective torque set point CC are respectively substantially equal to the speed and torque values Ri and Ci respectively of a torque (Ri, Ci) of the torque reference correction mapping. , that is to say included in the intervals [Ri - ⁇ R; Ri + ⁇ R] and [Ci- ⁇ C; Ci + ⁇ C] respectively.
  • the adjustment means 42 are then activated and receive the torque (Ri, Ci) for setting the control means 32 for it.
  • the effective setpoint torque DC is no longer in the range [Ci - AC] Ci + AC].
  • the DR signal is then set to the low level. If the adjustment means 42 have not performed the entire adjustment, that is, if t3-t2 is less than the sum of the measurement collection time, the calculation time of the adjustment algorithm and the time of storage of the results of the adjustment, the means 42 are thus deactivated and does not complete their adjustment of the control means 32. Referring again to FIG. 2, the arrangement and operation of the means 32 for controlling the recirculation means 20 and the adjustment means 42 thereof will now be described in more detail.
  • the control means 32 comprise means 76 for determining a corrected torque setpoint CCcorr as a function of the speed CR and the effective torque setpoint CC.
  • the means 76 comprise means 78 forming an effective torque reference correction mapping.
  • the mapping means 78 receive the regime CR and the setpoint CC and evaluate for them a predetermined mapping of effective torque setpoint correction to generate a value ⁇ Ccord correction.
  • the ⁇ Ccor value of the map is adjusted regularly and / or periodically to correct the drifts of the engine and thus ensure the optimal operation of it.
  • the ⁇ Ccor value is delivered to an adder 80 which also receives the effective DC torque setpoint.
  • the means 42 for adjusting the control means 32 for the recirculation means 20 are adapted to adjust the actual torque setpoint correction mapping as a function of the difference between the effective torque setpoint CC and the reconstructed torque setpoint. JRC.
  • the adjustment means 42 comprise means 83 for forming the difference between the actual torque setpoints CC and the reconstructed CCR. This setpoint difference is for example delivered to a switch 84 controlled according to the DR triggering signal delivered by the triggering means 44.
  • the switch 84 takes the closed state when the general conditions and the static operating conditions of the engine are verified, thus enabling the difference between the CC-CCR torque setpoints to be delivered to means 86 for correcting the mapping. effective torque setpoint correction.
  • the difference in DC-CCR torque setpoint is, for example, sampled by the difference-forming means 83, which comprise an analog / digital converter for this purpose, or the entire control system according to the invention is discrete, for example .
  • the correction means 86 also receive the value of the effective torque setpoint correction mapping for the regime CR and the setpoint CC and are adapted to correct this correction map according to the relation:
  • Carto + (CR, CC) (1 + ⁇ ) x ⁇ C + ⁇ x Carto " (CR, CC)
  • Carto + (CR, CC) is the value of the torque setpoint correction mapping for the regime CR and the setpoint CC after correction
  • Carto " (CR, CC) is the value of this same mapping for the regime CR and the setpoint CC before correction
  • ⁇ is a predetermined filtering factor
  • ⁇ C is a difference term determined according to the difference between effective DC and CCR reconstructed torque setpoints.
  • the correction of the target mapping is carried out for a regime CR and an effective torque set point CC equal to a torque (Ri, Ci) of the effective torque reference correction mapping that has been determined by the means 44 for tripping.
  • the value of the term ⁇ C is determined by a predetermined low-pass filtering of the instantaneous difference between the effective torque setpoint CC and the reconstructed torque setpoint CCR.
  • the means 86 memorize N difference values between the CC and CCR setpoints, and then determine the difference term ⁇ C as the average of these N differences.
  • low-pass filtering of order 1 or higher.
  • the means 74 for monitoring the static operating conditions of the motor 10 are still active and therefore continue to examine the stability of the torque (CR, CC) around the selected torque (Ri, Ci).
  • the means 74 then deliver a signal DR deactivating the current setting.
  • the system according to the invention takes into account its own errors in the calculation of the reconstructed torque setpoint, for example induced by an imprecise knowledge of the characteristics of the air flow, the oxygen richness, or others.
  • the effective torque command correction mapping is formed by the subtraction of a first mapping 88 by a second correction map 90 which are initialized to 0 at the first start of the engine.
  • the adjustment means 42 then comprise means 92, 94 for selecting the map to be corrected.
  • These means 92, 94 comprise for example a controlled switch 92 and means 94 of comparing the mileage of the vehicle with a predetermined value of the mileage, for example 3000 km. If the mileage is less than this value, the second map 90 is selected by the switch 92 and is corrected by the correction means 86. If the mileage value is greater than the predetermined mileage value, then the first map 88 is selected by the switch 92 and is corrected by the correction means 86.
  • the effective torque setpoint DC delivered to the engine 10 at the beginning of its life is optimal for the emission of pollutants because the engine 10 operates optimally.
  • the difference between the effective torque setpoint CC and the reconstructed torque setpoint CCR is representative of errors in the determination thereof by the system itself.
  • the setting of the second map 90 during the optimal operation of the engine 10 thus makes it possible to take into account such errors.
  • the first map 88 is representative of the only drifts of the engine over time.
  • the system also corrects the operating drifts of the flow meter 38 arranged in the air inlet 30 of the air intake means 28.
  • the fuel supply means of the engine, the exhaust gas recirculation means at the inlet thereof and the control means thereof can be structurally different from those described above and / or operate in a different way.
  • Embodiments of the system according to the invention are then adapted to the engine characteristics while remaining within the scope of the invention which is to correct operating drifts of the engine by adjusting the recirculation means.

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Abstract

L'invention concerne un système de contrôle du fonctionnement d'un moteur Diesel (10) de véhicule automobile associé à des moyens (13,14) d'alimentation en carburant des cylindres de celui-ci et à des moyens (20) de recirculation des gaz d'échappement en entrée de celui-ci, le système de contrôle comprenant des moyens (16, 32) de pilotage des moyens (13,14) d'alimentation en fonction du régime de rotation du moteur et d'une consigne effective de couple de celui-ci et des moyens (32) de pilotage des moyens (20) de recirculation en fonction d'au moins la consigne effective de couple. Ce système comprend des moyens (40) de détermination d'une consigne de couple reconstruite à partir d'informations délivrées par des moyens (36, 38) d'acquisition de la richesse des gaz d'échappement du moteur et de débit d'air en entrée de celui-ci et des moyens (42) de réglage des moyens (32) de pilotage des moyens (20) de recirculation en fonction de la consigne effective de couple et de la consigne de couple reconstruite afin de minimiser l'émission de polluants par le moteur.

Description

Système de contrôle du fonctionnement d'un moteur Diesel de véhicule automobile.
La présente invention concerne un système de contrôle du fonctionnement d'un moteur Diesel de véhicule automobile associé à des moyens d'alimentation en carburant des cylindres de celui-ci et à des moyens de recirculation des gaz d'échappement en entrée de celui-ci, le système de contrôle comprenant des moyens de pilotage des moyens d'alimentation en fonction du régime de rotation du moteur et d'une consigne effective de couple de celui-ci et des moyens de pilotage des moyens de recirculation en fonction d'au moins la consigne effective de couple.
De manière classique, un moteur Diesel de véhicule automobile est associé à des moyens d'alimentation en carburant des cylindres de celui-ci. Ces moyens d'alimentation comprennent par exemple des moyens formant rampe commune d'alimentation délivrant du carburant à des injecteurs électroniques de carburant dans les chambres de combustion des cylindres du moteur.
Un moteur Diesel est également associé à des moyens de recirculation des gaz d'échappement, également connu sous le nom de système EGR, qui recycle une partie des gaz d'échappement en entrée du moteur.
Ces moyens d'alimentation et de recirculation sont classiquement pilotés par une unité de contrôle du fonctionnement du moteur, ou unité ECU.
Cette dernière délivre aux moyens d'alimentation une consigne d'injection de carburant dans les cylindres en fonction du régime de rotation du moteur et d'une consigne de couple en provenance du conducteur du véhicule, L'unité ECU délivre également aux moyens de recirculation une consigne de débit d'air dans les cylindres en fonction du régime de rotation du moteur et de la consigne de couple en provenance du conducteur du véhicule ou en fonction de ce régime et du débit de carburant injecté dans les cylindres. Si le moteur présente un fonctionnement optimal, l'émission de polluants par celui-ci est alors minimisée. Or, les caractéristiques de l'injection de carburant dans les cylindres, et notamment les caractéristiques de débit de carburant des injecteurs, varient au cours du temps du fait de l'état d'usure et de l'encrassement de ceux-ci.
De même, les caractéristiques des cylindres, notamment leur taux de compression, la perméabilité de leurs soupapes et de leurs segments varient également au cours du temps du fait de leur état d'usure.
Ainsi, la loi de pilotage de l'injection mise en œuvre par l'unité ECU, peut devenir inappropriée au bout d'un certain temps en raison de la somme des dérives des caractéristiques des injecteurs et des cylindres. On observe alors une dégradation dans l'émission des polluants.par le moteur.
Le but de la présente invention est de résoudre les problèmes susmentionnés en proposant un système de contrôle du fonctionnement du moteur qui corrige les dérives des caractéristiques du moteur en réglant le pilotage des moyens de recirculation tout au long de la vie du véhicule.
A cet effet, l'invention a pour objet un système de contrôle du fonctionnement d'un moteur Diesel de véhicule automobile associé à des moyens d'alimentation en carburant des cylindres de celui-ci et à des moyens de recirculation des gaz d'échappement en entrée de celui-ci, le système de contrôle comprenant des moyens de pilotage des moyens d'alimentation en fonction du régime de rotation du moteur et d'une consigne effective de couple de celui-ci et des moyens de pilotage des moyens de recirculation en fonction d'au moins la consigne effective de couple, caractérisé en ce qu'il comprend :
- des moyens de détermination d'une consigne de couple reconstruite à partir d'informations délivrées par des moyens d'acquisition de la richesse des gaz d'échappement du moteur et de débit d'air en entrée de celui- ci; et
- des moyens de réglage des moyens de pilotage des moyens de recirculation en fonction de la consigne effective de couple et de la consigne de couple reconstruite afin de minimiser l'émission de polluants par le moteur..
Selon d'autres caractéristiques, ce système est caractérisé en ce que : - les moyens de détermination de la consigne de couple reconstruite comprennent :
- des moyens de détermination de la quantité de carburant injectée dans les cylindres du moteur en fonction de la richesse en oxygène des gaz d'échappement et du débit d'air acquis ; et
- des moyens de détermination de la consigne de couple reconstruite en fonction de la quantité de carburant déterminée et du régime ;
- les moyens de détermination de la quantité de carburant injectée dans les cylindres sont adaptés pour déterminer une quantité de carburant injectée dans les cylindres pour chaque cycle moteur selon la relation :
Qc = AxRixQair où Qc est la quantité de carburant injectée dans les cylindres pour le cycle moteur, Ri est la richesse en oxygène acquise, A est un paramètre prédéterminé, et Qair est une quantité d'air admise en entrée du cylindre pour le cycle moteur déterminée en fonction du débit d'air acquis ;
- les moyens de pilotage des moyens d'alimentation sont adaptés pour mettre en œuvre une première cartographie prédéterminée d'injection de carburant dans les cylindres en fonction du régime et de la consigne effective de couple, et en ce que les moyens de détermination de la consigne de couple reconstruite sont adaptés pour reconstruire celle-ci en mettant en œuvre une seconde cartographie inverse de la première ;
- les moyens de pilotage des moyens de recirculation comprennent des moyens de détermination, en fonction de la consigne effective de couple, d'une consigne de couple corrigée à partir d'une cartographie de correction de consigne effective de couple déterminée en fonction de la différence entre la consigne effective de couple et la consigne de couple reconstruite, et des moyens de détermination d'une consigne de pilotage des moyens de recirculation en fonction du régime et de la consigne de couple corrigée ; - la cartographie de correction de consigne effective de couple est déterminée selon la relation :
Carto+ (E, CC) = (1 - α) x ΔC + α x Carto" (E, CC) où CC est la consigne effective de couple, E est une autre entrée de pilotage des moyens de pilotage des moyens de recirculation, tel que notamment le régime du moteur ou le débit de carburant injecté dans les cylindres, Carto+ (E, CC) est la valeur de la cartographie après réglage pour E et CC, Carto"(E,CC) est la valeur de la cartographie avant réglage pour E et CC, α est un facteur de filtrage prédéterminé, et ΔC est un terme de différence déterminé en fonction de la différence entre la consigne effective de couple et la consigne de couple reconstruite.
- le terme de différence est déterminé par un filtrage passe-bas prédéterminé de la différence instantanée entre la consigne effective de couple et la consigne de couple reconstruite ;
- la cartographie de correction de consigne effective de couple est égale à la soustraction d'une première cartographie par une seconde cartographies,, la première cartographie définissant une correction de la consigne effective de couple pour des dérives au cours du temps du fonctionnement du moteur et la seconde cartographie définissant une correction d'erreurs relatives à la détermination de la consigne de couple reconstruite par le système ;
- les moyens de réglage corrigent la seconde cartographie de correction pendant une phase prédéterminée de début de vie du moteur, puis, consécutivement à cette phase, corrigent la première cartographie;
- il comprend en outre des moyens de déclenchement du réglage des moyens de pilotage des moyens de recirculation adaptés pour activer les moyens de réglage de ces moyens de pilotage pour des conditions prédéterminées du fonctionnement du moteur ;
- une condition prédéterminée du fonctionnement du moteur est une condition d'appartenance du régime du moteur à une plage prédéterminée de régimes ;
-une condition prédéterminée du fonctionnement du moteur est une condition d'appartenance de la consigne effective de couple à une plage prédéterminée de couples ; - une condition prédéterminée du fonctionnement du moteur est une condition d'appartenance de la pression atmosphérique à une plage prédéterminée de pressions ;
- une condition prédéterminée du fonctionnement du moteur est une condition d'appartenance de la température du liquide de refroidissement du moteur à une plage prédéterminée de températures ;
- une condition prédéterminée du fonctionnement du moteur est une condition d'appartenance de la température de l'air à une plage prédéterminée de températures ; - le moteur est associé à un filtre à des moyens de dépollution agencés dans une ligne d'échappement de celui-ci, et étant régénérés au moins régulièrement, et en ce qu'une condition prédéterminée du fonctionnement du moteur est que la régénération des moyens de dépollution est non active ; - les moyens d'acquisition de la richesse en oxygène des gaz d'échappement comprennent une sonde λ proportionnelle agencée dans la ligne d'échappement du moteur, cette sonde étant opérationnelle un temps prédéterminé après son activation par le système du contrôle de fonctionnement du moteur, et en ce qu'une condition de déclenchement est que cette sonde est opérationnelle ;
- une condition de déclenchement est la détection de la stabilité des entrées de pilotage des moyens de pilotage des moyens de recirculation autour d'une valeur d'entrées d'un ensemble prédéterminé de valeurs d'entrées ;
- les moyens de déclenchement sont adaptés pour comparer les entrées de pilotage des moyens de pilotage à la valeur d'entrées de l'ensemble prédéterminé de valeurs d'entrées, et en ce qu'une condition de déclenchement est que ces entrées de pilotage restent dans un voisinage prédéterminé de la valeur d'entrées pendant au moins une durée prédéterminée ;
- les moyens de déclenchement scrutent la stabilité des entrées de pilotage autour de la valeur d'entrées pendant l'exécution du réglage des moyens de pilotage des moyens de recirculation, et en ce que les moyens de réglage sont désactivés si les entrées de pilotage ne sont plus stables autour de la valeur d'entrées ; et
- les moyens (20) de recirculation sont en outre pilotés en fonction du régime de rotation du moteur La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite uniquement à titre d'exemple, et en relation avec les dessins annexés, dans lesquels des références identiques désignent des éléments identiques ou analogues, et dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d'un système selon l'invention associé à un moteur Diesel de véhicule automobile équipé de moyens de recirculation des gaz d'échappement du type à structure de couple;
- la figure 2 est une vue schématique plus en détail du système de la figure 1 ; et
- la figure 3 est un chronogramme illustrant le déclenchement des moyens de réglage entrant dans la constitution du système de la figure 2.
Sur la figure 1 , on a illustré de manière schématique un système de contrôle du fonctionnement d'un moteur Diesel 10 de véhicule automobile.
Le moteur 10 comprend des cylindres 12 alimentés en carburant par des moyens d'alimentation qui comprennent par exemple des moyens 13 formant rampe commune d'alimentation délivrant du carburant à des injecteurs pilotés 14 associés aux cylindres 12.
Les injecteurs 14 sont pilotés par des moyens 16 de pilotage d'injection qui délivrent à ceux-ci une consigne d'injection Cl en fonction du régime de rotation du moteur CR, par exemple délivré par un capteur de régime, et d'une consigne effective de couple CC pour celui-ci en provenance du conducteur du véhicule, et éventuellement d'autres informations comme par exemple la température Teau du liquide de refroidissement du moteur et la pression atmosphérique P.
Plus particulièrement, les moyens 16 de pilotage de l'injection sont adaptés pour piloter les injecteurs 14 pour que ceux-ci délivrent aux cylindres
12, par cycle moteur, des injections multiples de carburant, par exemple une injection principale, une injection pilote et des post-injections. A cet effet, les moyens 16 de pilotage évaluent, pour le régime CR et la consigne effective de couple CC et à chaque cycle moteur, une cartographie prédéterminée associée à chaque type d'injections, comme cela est connu en soi dans l'état de la technique.
La consigne effective de couple CC provient de manière avantageuse d'un filtrage préalable d'une consigne de couple CCC délivrée par le conducteur du véhicule, par exemple au moyen d'une pédale d'accélération.
Ce filtrage est exécuté par des moyens 18 de filtrage qui sélectionnent le maximum entre la consigne de couple du conducteur CCC et une consigne de couple de ralenti CCR, à des fins de commande satisfaisantes du ralenti du moteur 10 par exemple.
Le moteur Diesel 10 est également associé à des moyens 20 de recirculation des gaz d'échappement en entrée de celui-ci. Ces moyens 20 comprennent par exemple une dérivation 22 d'une ligne d'échappement 24 du moteur 10 pour prélever une partie des gaz d'échappement au moyen d'un conduit 26, et des moyens 28 d'admission de mélange air/gaz d'échappement en entrée du moteur 10 recevant les gaz d'échappement prélevés et de l'air au niveau d'une entrée d'air 30.
Les moyens 20 de recirculation des gaz d'échappement sont pilotés par des moyens 32 de pilotage adaptés pour délivrer une consigne de pilotage EGR, par exemple de débit d'air, aux moyens 28 d'admission en fonction de la consigne effective de couple CC.
Dans l'exemple ici illustré, les moyens 20 de recirculation sont pilotés également en fonction du régime de rotation du moteur CR, les moyens 20 de recirculation étant de ce fait qualifiés de moyens de recirculation du type « à structure de couple ». Les moyens 32 de pilotage reçoivent donc la consigne de couple CC et le régime CR et délivrent aux moyens 20 de recirculation la consigne de pilotage EGR en fonction de celles-ci.
Les moyens 32 de pilotage des moyens de recirculation déterminent notamment la consigne de pilotage EGR en fonction d'une loi prédéterminée de pilotage de l'admission air/gaz d'échappement, par exemple mise en œuvre sous la forme d'une cartographie prédéterminée de consignes de pilotage EGR en fonction de valeurs de régime et de couple, comme cela sera expliqué plus en détail par la suite. Enfin, le moteur Diesel 10 est associé à des moyens 34 de dépollution, agencés dans la ligne d'échappement 24 et étant régénérés régulièrement et/ou périodiquement,, comme cela est connu en soi dans l'état de la technique. Les lois de pilotage mises en œuvre par les moyens 16 et 32 de pilotage sont, de manière générale, déterminées en sortie d'usine.
Or, les caractéristiques du moteur 10, et notamment les caractéristiques de ses injecteurs 14 et de ses cylindres 12, varient au cours du temps, en fonction par exemple de l'encrassement des injecteurs 14, de la perméabilité des soupapes et des segments des cylindres 12, etc..
Ainsi au bout d'un certain temps, le fonctionnement du moteur 10 peut être déréglé du fait que les lois de pilotage des moyens 16 et 32 ne sont plus adaptées aux caractéristiques réelles des injecteurs 14 et des cylindres 12.
On observe alors une dégradation de l'émission des polluants émis par le moteur 10.
De manière avantageuse, le moteur 10 est associé à un système de contrôle de son fonctionnement conforme à l'invention, adapté pour corriger de telles dérives en réglant le fonctionnement des moyens 20 de recirculation par le réglage des moyens 32 de pilotage qui leur sont associés. A cet effet, le système de contrôle du fonctionnement du moteur 10 comprend des moyens 36 d'acquisition de la richesse en oxygène Rl des gaz d'échappement, par exemple une sonde λ proportionnelle agencée dans la ligne d'échappement 24 du moteur 10, et des moyens 38 d'acquisition du débit d'air DA en entrée du moteur 10, par exemple un débit-mètre agencé au niveau de l'entrée d'air 30 des moyens 28 d'admission air/gaz d'échappement.
Le système comprend des moyens 40 de détermination adaptés pour reconstruire une consigne de couple en entrée des moyens 16 de pilotage en fonction de la richesse en oxygène Rl des gaz d'échappement acquise et du débit d'air DA acquis, d'une manière qui sera expliquée plus en détail par la suite.
Lorsque les injecteurs 14, les cylindres 12 et les moyens 16 de pilotage fonctionnent ensemble de manière optimale, le couple moteur, induit par la consigne effective de couple CC, est égal à la consigne effective de couple CC.
Or, du fait des dérives susmentionnées, le couple moteur n'est pas égal à cette consigne, mais par exemple égal à C≠CC. Par contre, on peut considérer que ce couple moteur C correspond au couple moteur résultant d'une consigne effective de couple CCR qui serait délivrée à un moteur fonctionnant de manière optimale, c'est-à-dire ne présentant pas de dérive.
La différence entre la consigne effective de couple CC et la consigne effective de couple CCR d'un moteur fonctionnant de manière optimale permet alors de caractériser les dérives dans le temps des injecteurs 14 et des cylindres 12.
De manière avantageuse, les moyens 40 sont adaptés pour reconstruire une telle consigne de couple CCR en fonction de la richesse en oxygène Ri acquise et du débit d'air DA acquis, comme cela sera expliqué plus en détail par la suite.
La consigne de couple reconstruite CCR et la consigne effective de couple CC sont délivrées à des moyens 42 de réglage des moyens 32 de pilotage des moyens 20 de recirculation. Ces moyens 42 de réglage sont adaptés pour régler les moyens 32 de pilotage en fonction de celles-ci pour faire tendre la consigne EGR délivrée par les moyens 32 de pilotage aux moyens 20 de recirculation vers une valeur de consigne EGR correspondant à la consigne de couple reconstruite CCR.
Les dérives du moteur sont alors en conséquence corrigées et le fonctionnement du moteur 10 optimisé du point de vue de l'émission de polluants.
Enfin, le système selon l'invention comprend également des moyens 44 de déclenchement du réglage mis en œuvre par les moyens 42 de réglage. Le déclenchement du réglage est réalisé en fonction de conditions prédéterminées du fonctionnement du moteur 10. Le déclenchement du réglage est réalisé afin d'optimiser l'exécution du réglage et également afin de tenir compte de caractéristiques particulières du contrôle du fonctionnement du moteur 10, par exemple les lois de pilotage mises en œuvre par les moyens 16, 32 des moyens d'alimentation et de recirculation, comme cela sera expliqué plus en détail par la suite.
Il va maintenant être décrit plus en détail, en relation avec la figure 2, l'agencement et le fonctionnement du système de contrôle selon l'invention. Les moyens 40 de détermination de la consigne de couple reconstruite CCR comprennent des moyens 50 de détermination de la quantité de carburant Qc injectée dans les cylindres du moteur pour chaque cycle moteur. Les moyens 50 sont adaptés pour déterminer en fonction du débit d'air acquis DA, la quantité d'air Qair admise en entrée du moteur pour le cycle moteur, par exemple en intégrant le débit d'air DA acquis sur le cycle moteur.
Les moyens 50 sont également adaptés pour déterminer la quantité de carburant Qc injectée dans les cylindres pour le cycle moteur selon la relation :
12 + v Qc = ^ x Ri x Qair
(l + y/4)x(32 + 28ψ) où y est le rapport H/C du carburant, et Ψ est le rapport entre la concentration de N2 et la concentration de O2 de l'air.
La quantité Qc déterminée et le régime CR sont délivrés à des moyens 52 de détermination de la consigne de couple reconstruite CCR en fonction de celles-ci.
Plus particulièrement, la consigne d'injection Cl délivrée par les moyens 16 de pilotage aux injecteurs 14 consiste de manière typique, en une consigne d'injections multiples de carburant dans les cylindres, par exemple une injection pilote, une injection principale et une post-injection. Ces injections sont déterminées à partir de cartographies prédéterminées respectives pour le régime CR et la consigne effective de couple CC, comme cela est connu en soi dans l'état de la technique.
En regroupant ces cartographies, on obtient alors une cartographie Qc= carto1 (CR, CC) équivalente d'injection de quantité de carburant dans les cylindres du moteur par cycle moteur en fonction du régime CR et de la consigne effective de couple CC. De manière avantageuse, les moyens 52 de détermination sont adaptés pour reconstruire la consigne de couple CCR en évaluant une cartographie prédéterminée CCR = carto2(CR,Qc) pour la quantité de carburant Qc déterminée et le régime CR, où la cartographie carto2 = (carfoi)"1 est l'inverse de la cartographie équivalente d'injection.
Avant de décrire plus en détail la manière dont le réglage des moyens 32 de pilotage est réalisé, il va être décrit ci-après les conditions de déclenchement de celui-ci.
Le réglage des moyens 32 de pilotage des moyens 20 de recirculation est assujetti à certaines conditions prédéterminées du fonctionnement du moteur 10, surveillées par les moyens 44 de déclenchement.
Un premier type de conditions du fonctionnement du moteur sont des conditions générales de fonctionnement de celui-ci qui sont surveillées par des moyens 56 de surveillance.
Ces conditions de fonctionnement sont désignées ainsi parce qu'elles doivent être satisfaites indépendamment du type des lois de pilotage des moyens 16 et 32 de pilotage afin d'éviter un réglage des moyens 32 de pilotage non satisfaisant. Ces conditions portent par exemple sur le fait que le véhicule ne soit pas en altitude ou en cours d'initialisation, que le FAP ne soit pas en phase de régénération, que les moyens d'acquisition de la richesse en oxygène des gaz d'échappement ne soit pas en phase d'initialisation, etc..
Ainsi, en s'assurant que les conditions générales de fonctionnement sont satisfaites, le système selon l'invention garantit le champ d'application de la stratégie de réglage qu'il met en œuvre.
A cet effet, les moyens 56 de surveillance comprennent plus particulièrement :
- des moyens 58 de comparaison du régime CR à une plage prédéterminée de régimes, par exemple la plage [700 ; 3500] tr/min ;
- des moyens 60 de comparaison de la consigne effective de couple CC à une plage prédéterminée de couples du moteur, par exemple de plage [0 ; 200] Nm ; - des moyens 62 de comparaison de la pression atmosphérique P à une plage prédéterminée de pressions atmosphériques, par exemple la plage [950 ; 1030] mb ;
- des moyens 64 de comparaison de la température du liquide de refroidissement du moteur Teau, à une plage prédéterminée de températures de liquide de refroidissement, par exemple la plage [70 ; 100]° C ;
- des moyens 66 de comparaison de la température de l'air admis en entrée du moteur Tair à une plage prédéterminée de températures de l'air, par exemple la plage [0 ; 4O]0C ; - des moyens 68 de surveillance de l'état opérationnel de la sonde λ proportionnelle utilisée pour acquérir la richesse en oxygène Ri des gaz d'échappement. De manière typique, cette sonde est opérationnelle un temps prédéterminé après son activation par le système de contrôle selon l'invention, et les moyens 68 sont adaptés pour surveiller le temps écoulé depuis l'activation de la sonde et pour déterminer que celle-ci est opérationnelle, par exemple 20 secondes après son activation ; et
- des moyens 70 de surveillance de l'état des moyens 34 de dépollution, adapté pour surveiller la phase de régénération de ceux-ci.
Les sorties des différents moyens 58 à 70 sont délivrées à des moyens 72 réalisant l'opération logique ET, de sorte qu'une première condition nécessaire de déclenchement du réglage est que le régime CR, la consigne effective de couple CC, la pression atmosphérique, la température du liquide de refroidissement, la température de l'air en entrée du moteur soient comprises dans leurs plages associées respectives et que la phase de régénération des moyens 34 de dépollution ne soit pas active et que la sonde proportionnelle soit opérationnelle.
Un second type de conditions de fonctionnement du moteur porte sur des conditions de stabilité du fonctionnement du moteur autour de points de fonctionnement prédéterminées, et plus particulièrement des points de fonctionnement associés à la loi de pilotage des moyens 32 de pilotage des moyens de récirculation. Comme cela sera expliqué plus en détail par la suite, les moyens 32 de pilotage utilisent une cartographie de correction de consigne effective de couple pour corriger la consigne effective de couple délivrée à la cartographie de consignes de pilotage EGR. Cette cartographie de correction de consigne effective de couple est constituée de valeurs de correction de consigne de couple prédéterminées associées à des couples prédéterminés de valeurs de régimes et couples, c'est-à-dire constituée d'un ensemble discret de valeurs associé à un ensemble discret de couples de valeurs.
Les moyens 42 de réglage sont alors en conséquence adaptés pour régler les valeurs de cette cartographie, comme cela sera également expliqué plus en détail par la suite.
On comprendra donc que pour régler les moyens 32 de pilotage, le régime CR et la consigne effective de couple CC doivent être sensiblement égaux, c'est-à-dire voisins, pendant la durée du réglage mis en œuvre par les moyens 42 de réglage, à un couple de valeurs (régime, couple) de la cartographie de correction de consigne effective de couple pour lequel un réglage est réalisé.
De plus, si le régime CR et la consigne effective de couple CC sont stables pendant le réglage, on garantit alors que les délais dans le transport des informations, par exemple induits par le temps de transport des gaz ou les temps de réponse des capteurs, sont sans importance, de sorte que les mesures sont sensiblement égales à leurs grandeurs physiques réelles.
Afin de surveiller la stabilité du moteur 10, la sortie des moyens 72 est délivrée à des moyens 74 de surveillance de conditions statiques de fonctionnement du moteur 10. Les moyens 74 sont activés lorsque les conditions générales de fonctionnement du moteur sont validées.
Les moyens 74 de surveillance sont adaptés pour comparer le régime CR et la consigne effective de couple CC aux couples de la cartographie de correction de consigne effective de couple. Les moyens 74 surveillent alors si le couple (CR, CC) reste stable autour d'un de ces couples pendant au moins une durée prédéterminée temps_stab, et déclenche alors le réglage des moyens 32 de pilotage pour ce couple, si tel est le cas. Par exemple, les moyens 74 testent si le régime CR et la consigne CC sont compris dans des intervalles [Ri - ΔR ; Ri + ΔR] et [Ci -ΔC;Ci + ΔC] respectivement pendant temps_stab, où Ri et Ci sont les valeurs de régime et de couple moteur d'un couple de la cartographie de correction de consigne effective de couple respectivement, et AR et ΔC sont des tolérances positives prédéterminées.
Si les moyens 74 de surveillance détectent une telle stabilité, ils délivrent alors aux moyens 42 de réglage un signal de déclenchement de réglage DR et les valeurs Ri et Ci du couple de la cartographie pour un réglage des moyens 32 de pilotage pour celles-ci.
Bien entendu, d'autres conditions peuvent être surveillées, comme par exemple la température du liquide de refroidissement, la pression atmosphérique, ou autres.
Les figures 3A à 3D sont des chronogrammes illustrant un exemple de fonctionnement des moyens 44 de déclenchement du réglage.
La figure 3A est un graphe de la sortie S des moyens 72 réalisant la fonction ET.
Les figures 3B et 3C sont deux exemples d'évolution du régime CR et de la consigne effective de couple CC respectivement, et la figure 3D est l'évolution du signal DR de déclenchement du réglage des moyens 32 de pilotage correspondante.
A l'instant tO, les conditions générales de fonctionnement du moteur testées par les moyens 56 de surveillance sont validées et les moyens 74 de surveillance sont activés. A l'instant t1 , le régime CR et la consigne effective de couple CC sont simultanément respectivement sensiblement égaux aux valeurs de régime et de couple moteur Ri et Ci d'un couple (Ri, Ci) de la cartographie de correction de consigne de couple, c'est-à-dire comprises dans les intervalles [Ri - ΔR ; Ri + ΔR] et [Ci - ΔC ; Ci + ΔC] respectivement. Le régime CR et la consigne CC restent sensiblement égaux au couple (Ri, Ci) pendant temps_stab après l'instant t1 , de sorte qu'à l'instant t2 = ti + temps_stab, le signal DR devient haut. Les moyens 42 de réglage sont alors activés et reçoivent le couple (Ri, Ci) pour le réglage des moyens 32 de pilotage pour celui-ci.
A l'instant t3, la consigne effective de couple CC n'est plus comprise dans l'intervalle [Ci - AC]Ci + AC]. Le signal DR est alors réglé sur le niveau bas. Si les moyens 42 de réglage n'ont pas exécuté la totalité du réglage, c'est- à-dire si t3-t2 est inférieur à la somme du temps de recueil des mesures, du temps de calcul de l'algorithme de réglage et du temps de mémorisation des résultats du réglage, les moyens 42 sont donc désactivés et n'achève pas leur réglage des moyens 32 de pilotage. En se référant de nouveau à la figure 2, il va maintenant être décrit plus en détail l'agencement et le fonctionnement des moyens 32 de pilotage des moyens 20 de recirculation et des moyens de 42 de réglage de ceux-ci.
Les moyens 32 de pilotage comprennent des moyens 76 de détermination d'une consigne de couple corrigée CCcorr en fonction du régime CR et de la consigne effective de couple CC.
Les moyens 76 comprennent à cet effet des moyens 78 formant cartographie de correction de consigne effective de couple. Les moyens 78 formant cartographie reçoivent le régime CR et la consigne CC et évaluent pour ceux-ci une cartographie prédéterminée de correction de consigne effective de couple pour générer une valeur ΔCcorde correction. La valeur ΔCcor de la cartographie est réglée régulièrement et/ou périodiquement pour corriger les dérives de fonctionnement du moteur et ainsi garantir le fonctionnement optimal de celui-ci.
La valeur ΔCcor est délivrée à un additionneur 80 qui reçoit également la consigne effective de couple CC. L'additionneur 80 délivre la consigne de couple corrigée CCcor = CC + ΔCcor à des moyens 82 formant cartographie de consignes de pilotage EGR qui évaluent pour celle-ci et le régime CR, la cartographie de consigne de pilotage EGR pour déterminer et délivrer aux moyens 28 d'admission des moyens 20 de recirculation, la consigne de pilotage EGR correspondante.
Comme les dérives de fonctionnement du moteur évoluent au cours du temps, il est nécessaire de régler la correction de consigne effective de couple réalisée par les moyens 76 afin de compenser ces dérives tout au long de la vie du véhicule.
A cet effet, les moyens 42 de réglage des moyens 32 de pilotage des moyens 20 de recirculation sont adaptés pour régler la cartographie de correction de consigne effective de couple en fonction de la différence entre la consigne effective de couple CC et la consigne de couple reconstruite CCR.
Les moyens 42 de réglage comprennent des moyens 83 de formation de la différence entre les consignes de couple effective CC et reconstruite CCR. Cette différence de consignes est par exemple délivrée à un interrupteur 84 commandé en fonction du signal DR de déclenchement de réglage délivré par les moyens 44 de déclenchement.
L'interrupteur 84 prend l'état fermé lorsque les conditions générales et les conditions statiques de fonctionnement du moteur sont vérifiées, permettant ainsi à la différence entre les consignes de couple CC - CCR d'être délivrée à des moyens 86 de correction de la cartographie de correction de consigne effective de couple. La différence de consignes de couple CC - CCR est par exemple échantillonnée par les moyens 83 de formation de la différence qui comprennent à cet effet un convertisseur analogique/numérique, ou bien l'ensemble du système de contrôle selon l'invention est discret par exemple. Les moyens 86 de correction reçoivent également la valeur de la cartographie de correction de consigne effective de couple pour le régime CR et la consigne CC et sont adaptés pour corriger cette cartographie de correction selon la relation :
Carto+ (CR, CC) = (1 + α) x ΔC + α x Carto" (CR, CC) où Carto+ (CR, CC) est la valeur de la cartographie de correction de consigne de couple pour le régime CR et la consigne CC après correction, Carto" (CR, CC) est la valeur de cette même cartographie pour le régime CR et la consigne CC avant correction, α est un facteur de filtrage prédéterminé, et ΔCest un terme de différence déterminé en fonction de la différence entre les consignes de couple effective CC et reconstruite CCR. Comme cela est expliqué précédemment, la correction de la cartographie de consigne est réalisée pour un régime CR et une consigne effective de couple CC égaux à un couple (Ri, Ci) de la cartographie de correction de consigne effective de couple qui a été déterminé par les moyens 44 de déclenchement.
Par exemple, la valeur du terme ΔC est déterminée par un filtrage passe-bas prédéterminé de la différence instantanée entre la consigne effective de couple CC et la consigne de couple reconstruite CCR.
Les moyens 86 mémorisent N valeurs de différence entre les consignes CC et CCR, puis déterminent le terme ΔC de différence comme la moyenne de ces N différences.
Bien entendu, d'autres types de filtrages passe-bas sont envisageables, comme des filtrages passe-bas d'ordre 1 ou supérieur.
D'une manière avantageuse, les moyens 74 de surveillance de conditions statiques de fonctionnement du moteur 10 sont toujours actifs et continuent par conséquent de scruter la stabilité du couple (CR, CC) autour du couple (Ri, Ci) sélectionné.
Si le couple (CR, CC) sort de la plage [Ri - ΔR ; Ri + ΔR] et [Ci - ΔC;Ci + ΔC] , c'est-à-dire si la stabilité de celui-ci n'est plus avérée, les moyens 74 délivrent alors un signal DR désactivant le réglage en cours.
De manière avantageuse, le système selon l'invention tient compte de ses propres erreurs dans le calcul de la consigne de couple reconstruite, par exemple induite par une connaissance imprécise des caractéristiques du débit d'air, de la richesse en oxygène, ou autres.
A cet effet, la cartographie de correction de consigne effective de couple est formée par la soustraction d'une première cartographie 88 par une seconde cartographie 90 de correction qui sont initialisées à 0 au premier démarrage du moteur. Les moyens 42 de réglage comprennent alors des moyens 92, 94 de sélection de la cartographie devant être corrigée. Ces moyens 92, 94 comprennent par exemple un commutateur piloté 92 et des moyens 94 de comparaison du kilométrage du véhicule à une valeur prédéterminée du kilométrage, par exemple 3000 km. Si le kilométrage est inférieur à cette valeur, la seconde cartographie 90 est sélectionnée par le commutateur 92 et est corrigée par les moyens 86 de correction. Si la valeur de kilométrage est supérieure à la valeur prédéterminée de kilométrage, alors la première cartographie 88 est sélectionnée par le commutateur 92 et est corrigée par les moyens 86 de correction.
De manière typique, la consigne effective de couple CC délivrée au moteur 10 en début de vie de celui-ci est optimale pour l'émission des polluants du fait que le moteur 10 fonctionne de manière optimale. Ainsi, la différence entre la consigne effective de couple CC et la consigne de couple reconstruite CCR est représentative d'erreurs dans la détermination de celle-ci par le système lui-même. Le réglage de la seconde cartographie 90 pendant le fonctionnement optimal du moteur 10 permet ainsi de prendre en compte de telles erreurs.
Ainsi, la première cartographie 88 est représentative des seules dérives de fonctionnement du moteur au cours du temps.
De manière avantageuse, le système corrige également les dérives de fonctionnement du débit-mètre 38 agencé dans l'entrée d'air 30 des moyens 28 d'admission d'air.
Bien entendu, les moyens d'alimentation en carburant du moteur, les moyens de recirculation des gaz d'échappement en entrée de celui-ci et les moyens de pilotage de ceux-ci peuvent être structurellement différents de ceux décrits ci-dessus et/ou fonctionner de manière différente. Des modes de réalisation du système selon l'invention sont alors adaptés aux caractéristiques du moteur tout en restant dans le cadre de l'invention qui est de corriger des dérives de fonctionnement du moteur en réglant les moyens de recirculation.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de contrôle du fonctionnement d'un moteur (10) Diesel de véhicule automobile associé à des moyens (13,14) d'alimentation en carburant des cylindres de celui-ci et à des moyens (20) de recirculation des gaz d'échappement en entrée de celui-ci, le système de contrôle comprenant des moyens (16) de pilotage des moyens (13,14) d'alimentation en fonction du régime de rotation du moteur et d'une consigne effective de couple de celui-ci et des moyens (32) de pilotage des moyens (20) de recirculation en fonction d'au moins la consigne effective de couple, caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens (40) de détermination d'une consigne de couple reconstruite à partir d'informations délivrées par des moyens (36, 38) d'acquisition de la richesse des gaz d'échappement du moteur et de débit d'air en entrée de celui-ci; et
- des moyens (42) de réglage des moyens (32) de pilotage des moyens (20) de recirculation en fonction de la consigne effective de couple et de la consigne de couple reconstruite afin de minimiser l'émission de polluants émis par le moteur.
2. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (40) de détermination de la consigne de couple reconstruite comprennent :
- des moyens (50) de détermination de la quantité de carburant injectée dans les cylindres du moteur en fonction de la richesse en oxygène des gaz d'échappement et du débit d'air acquis ; et
- des moyens (52) de détermination de la consigne de couple reconstruite en fonction de la quantité de carburant déterminée et du régime.
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (50) de détermination de la quantité de carburant injectée dans les cylindres sont adaptés pour déterminer une quantité de carburant injectée dans les cylindres pour chaque cycle moteur selon la relation : Qc = AxRixQair où Qc est la quantité de carburant injectée dans les cylindres pour le cycle moteur, Ri est la richesse en oxygène acquise, A est un paramètre prédéterminé, et Qair est une quantité d'air admise en entrée du cylindre pour le cycle moteur déterminée en fonction du débit d'air acquis.
4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens (16) de pilotage des moyens (13,14) d'alimentation sont adaptés pour mettre en œuvre une première cartographie prédéterminée d'injection de carburant dans les cylindres en fonction du régime et de la consigne effective de couple, et en ce que les moyens (52) de détermination de la consigne de couple reconstruite sont adaptés pour reconstruire celle-ci en mettant en œuvre une seconde cartographie inverse de la première.
5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (32) de pilotage des moyens (20) de recirculation comprennent des moyens (76) de détermination, en fonction de la consigne effective de couple, d'une consigne de couple corrigée à partir d'une cartographie de correction de consigne effective de couple déterminée en fonction de la différence entre la consigne effective de couple et la consigne de couple reconstruite, et des moyens (82) de détermination d'une consigne de pilotage des moyens (20) de recirculation en fonction de la consigne de couple corrigée.
6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cartographie de correction de consigne effective de couple est déterminée selon la relation :
Carto+ (E, CC) = (1 - α) x ΔC + α x Carto" (E, CC) où CC est la consigne effective de couple, E est une autre entrée de pilotage des moyens (32) de pilotage des moyens (20) de recirculation, Carto+ (E, CC) est la valeur de la cartographie après réglage pour
E et CC, Carto" (E, CC) est la valeur de la cartographie avant réglage pour E et CC, α est un facteur de filtrage prédéterminé, et ΔC est un terme de différence déterminé en fonction de la différence entre la consigne effective de couple et la consigne de couple reconstruite.
7. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le terme de différence est déterminé par un filtrage passe-bas prédéterminé de la différence instantanée entre la consigne effective de couple et la consigne de couple reconstruite.
8. Système selon la revendication 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que la cartographie de correction de consigne effective de couple est égale à la soustraction d'une première cartographie (88) par une seconde cartographies (90), la première cartographie (88) définissant une correction de la consigne effective de couple pour des dérives au cours du temps du fonctionnement du moteur (10) et la seconde cartographie (90) définissant une correction d'erreurs relatives à la détermination de la consigne de couple reconstruite par le système.
9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens (42) de réglage corrigent la seconde cartographie (90) pendant une phase prédéterminée de début de vie du moteur, puis, consécutivement à cette phase, corrigent la première cartographie (88).
10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (44) de déclenchement du réglage des moyens (32) de pilotage des moyens (20) de recirculation adaptés pour activer les moyens (42) de réglage de ces moyens (32) de pilotage pour des conditions prédéterminées du fonctionnement du moteur (10).
11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'une condition prédéterminée du fonctionnement du moteur est une condition d'appartenance du régime du moteur à une plage prédéterminée de régimes.
12. Système selon la revendication 10 ou 11 , caractérisé en ce qu'une condition prédéterminée du fonctionnement du moteur est une condition d'appartenance de la consigne effective de couple à une plage prédéterminée de couples.
13. Système selon la revendication 10, 11 , ou 12, caractérisé en ce qu'une condition prédéterminée du fonctionnement du moteur est une condition d'appartenance de la pression atmosphérique à une plage prédéterminée de pressions.
14. Système selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu'une condition prédéterminée du fonctionnement du moteur est une condition d'appartenance de la température du liquide de refroidissement du moteur à une plage prédéterminée de températures.
15. Système selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce qu'une condition prédéterminée du fonctionnement du moteur est une condition d'appartenance de la température de l'air à une plage prédéterminée de températures.
16. Système selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que le moteur (10) est associé à des moyens (34) de dépollution agencés dans une ligne d'échappement (24) de celui-ci et étant régénérés au moins régulièrement, et en ce qu'une condition prédéterminée du fonctionnement du moteur est que la régénération des moyens (34 de dépollution est non active.
17. Système selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, caractérisé en ce que les moyens (36) d'acquisition de la richesse en oxygène des gaz d'échappement comprennent une sonde λ proportionnelle agencée dans la ligne d'échappement (24) du moteur, cette sonde étant opérationnelle un temps prédéterminé après son activation par le système du contrôle de fonctionnement du moteur, et en ce qu'une condition de déclenchement est que cette sonde est opérationnelle.
18. Système selon l'une quelconque des revendications 10 à 17, caractérisé en ce qu'une condition de déclenchement est la détection de la stabilité des entrées de pilotage des moyens (32) de pilotage des moyens (20) de recirculation autour d'une valeur d'entrées d'un ensemble prédéterminé de valeurs d'entrées.
19. Système selon la revendication 18, caractérisé en ce que les moyens (44) de déclenchement sont adaptés pour comparer les entrées de pilotage des moyens (32) de pilotage à la valeur d'entrées de l'ensemble prédéterminé de valeurs d'entrées, et en ce qu'une condition de déclenchement est que ces entrées de pilotage restent dans un voisinage prédéterminé de la valeur d'entrées pendant au moins une durée prédéterminée.
20. Système selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce que les moyens (44) de déclenchement scrutent la stabilité des entrées de pilotage autour de la valeur d'entrées pendant l'exécution du réglage des moyens (32) de pilotage des moyens (20) de recirculation, et en ce que les moyens (42) de réglage sont désactivés si les entrées de pilotage ne sont plus stables autour de la valeur d'entrées.
21. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (20) de recirculation sont en outre pilotés en fonction du régime de rotation du moteur.
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