WO2007012778A2 - Procede et dispositif de recirculation controlee des gaz brules dans un circuit a egr basse pression, permettant une admission rapide d'air frais dans un moteur - Google Patents

Procede et dispositif de recirculation controlee des gaz brules dans un circuit a egr basse pression, permettant une admission rapide d'air frais dans un moteur Download PDF

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Definitions

  • EGR burned gases
  • high pressure recirculation (supercharged engines) consists in taking gases upstream of the turbine to reinject them downstream of the compressor, the recirculation at low pressure is instead to withdraw gas after the turbine to reinject them before the compressor charge air (the gases can sometimes also be reinjected upstream of the charge air cooler following the compressor).
  • Low pressure recirculation thus has the disadvantage, compared with high pressure recirculation, of requiring a longer circuit. This route also requires the introduction of a particulate filter upstream of the sample, to avoid wear premature compressor and ensure a recycling of particulate free gases.
  • the present invention therefore aims to overcome one or more of the disadvantages of the prior art by proposing, in a circuit with low pressure EGR, a controlled recirculation process EGR gas which facilitates the admission of fresh air in engine.
  • the invention relates to a method for controlled recirculation of EGR gas, implemented by means of a calculating means and using a recirculation device of the low pressure type connected to the intake means of the engine.
  • the computer means triggers with the step of closing the EGR valve a step of opening a counterpressure flap located downstream of the filter to limit a back pressure generated by the exhaust gas from the turbine.
  • a progressive closing step of the valve disposed on the fast supply line is controlled by the calculating means, after said step of opening this valve, to allow emptying the air cooling means of the supercharging with fresh air.
  • a step of total or partial closure of a valve disposed on the first pipe upstream of the inlet of the supercharging air cooling means is controlled by the calculating means at the same time as the step of opening the valve arranged on the fast supply line of the engine.
  • the identification step comprises a detection, by a variation sensor, of the position of an accelerator pedal provided in a vehicle that incorporates the computer means, the engine and said EGR recirculation device. low pressure.
  • the method according to the invention comprises a step of regulating the opening and closing of the valve of the fast feed line, in which the calculation means uses data collected by at least one analyzer member. gas upstream and / or downstream of the engine to initiate controls regulating the opening and closing of said valve.
  • the two valves allowing one fast engine feeding, the other a circulation in the supercharging air cooling means are replaced by a three-way valve type controllable which is controlled by the calculating medium.
  • a further object of the invention is to propose a device for controlled recirculation of EGR gases, in a circuit with low pressure EGR, which makes it possible to improve the reactivity during the phases of acceleration and frank rise in engine load. .
  • the invention relates to a device for controlled recirculation of burnt gases (EGR) in a circuit with low pressure EGR recirculation, comprising control means activatable by a computer means, fresh air intake means to a a supercharger, a particulate filter positioned downstream of a turbine, a recirculating flue gas valve called EGR valve arranged downstream of the filter to control the flow of EGR, and air cooling means of supercharger comprising an input connected by at least a first line to an output of the supercharger and comprising an output connected by at least a second line to an internal combustion engine, characterized in that it comprises a fast motor supply line equipped with a valve and directly connecting said first pipe to said second pipe, the control means being arranged to activate on the one hand the opening and closing of the EGR valve, and on the other hand the opening and closing the closing of the valve arranged on the fast supply line of the engine.
  • EGR valve burnt gases
  • the particulate filter has a first output connected to the EGR valve by a conduit on which is implanted an EGR cooler system and a second exhaust outlet to a counterpressure flap provided to increase the if necessary the back pressure upstream of the EGR valve and promote the flow of EGR, the control means being arranged to activate the opening and closing of the back pressure shutter.
  • the first pipe is provided with a valve disposed between the inlet of the charge air cooling means, the compressor and the rapid supply pipe of the engine, to allow in association with the valve of the fast supply line, shun all or part of the gas to the charge air cooling means and thus feed directly to the engine through the fast supply line.
  • the device according to the invention comprises at least one gas analyzer member disposed at the inlet or exhaust of the engine to provide the calculator means with data representative of a richness of the gases.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a device according to the invention ensuring a low pressure recirculation of the EGR gas and to accelerate if necessary the supply of fresh air;
  • FIG. 2 shows a logic diagram illustrating steps of the method according to the invention.
  • the invention proposes a device using a low pressure EGR recirculation, advantageously equipped with a particulate filter (FAP).
  • the EGR gases are introduced upstream of the supercharging air compressor (1 1) and / or upstream of the charge air cooler (RAS).
  • the device according to the invention ensures controlled recirculation of the EGR gases. It has for this conventional elements of a low pressure recirculation circuit.
  • the low-pressure recirculation circuit comprises a particle filter (FAP) positioned after the exhaust gas-releasing turbine (12), an outlet duct connected to this filter (FAP), on which a system ( E) Cooler called EGR cooler as well as an EGR valve to control the recirculation flow.
  • FAP particle filter
  • E Cooler called EGR cooler as well as an EGR valve to control the recirculation flow.
  • the cooling of the EGR gases is effected by an air / water exchanger, for example with the use of the cooling water of the engine.
  • the EGR cooler system (E) thus makes it possible to reduce the temperature of the recycled gases and to increase the effect on the NOx nitrogen oxides by limiting the energy losses.
  • the device is provided with fresh air intake means (14) to a supercharger (1 1).
  • These fresh air intake means (14) to the compressor (1 1) may comprise an intake duct provided with an intake flap (V1) for regulating the flow of fresh air.
  • This fresh air is for example previously filtered using a filter housing (2) or similar purification means, as shown in Figure 1.
  • a counter-pressure flap (V2) is arranged downstream of the particulate filter (FAP) in order to increase, if necessary, the back pressure upstream of the EGR circuit and promote the flow of EGR.
  • the EGR valve (VO) is connected to the intake duct upstream of the compressor (1 1). Downstream of the compressor (1 1) there are supercharging air cooling means (RAS), including for example an exchanger using a cooling fluid such as air. Any type of fluid adapted to the cooling of gases conveyed in a pipe by heat exchange can be used.
  • RAS supercharging air cooling means
  • the charge air cooling means comprises an inlet connected by at least a first pipe (31) to the output of the supercharger (1 1).
  • These supercharging air cooling means have an output connected by at least a second pipe (32) to an internal combustion engine (M).
  • the device according to the invention is provided with a pipe (30) for fast feeding of the engine (M) forming a bypass access path with respect to the supercharging air cooling means (RAS).
  • the latter can then be shunted through two valves (V, 4) mounted in opposition, by using the pipe (30) fast supply connecting the upstream to the downstream of the RAS.
  • This pipe (30) in parallel cooling means (RAS) allows to shunt all or part of the gases normally passing through the cooling zone, in particular by opening and closing respectively the 2 valves (V, respectively 4) arranged on the pipe (30). ) forming the shunt and upstream of these cooling means (RAS).
  • the valve (4) equipping the first pipe (31) can be mounted between the inlet of the charge air cooling means (RAS), the compressor (1 1), and the pipe ( 30) fast motor feed (M).
  • Each of the valves (VO, V, V4) and / or flywheels (V1, V2) or similar flow control means can be controlled by means of control (C) activated by a computer means (10).
  • the computer means (10) may consist of a computer equipped with a processing unit CPU (Computer Processing Unit), receiving via sensors data of temperature, pressure, torque (speed of rotation) and other estimation parameters used to initiate commands.
  • the control means (C) make it possible to activate, on the one hand, the opening and closing of the EGR valve (VO), and on the other hand the opening and closing of the valve (V) arranged on the pipe (30) for fast feeding of the motor (M).
  • the calculating means (10) When the engine is operating at a point that requires EGR recirculation, and a high acceleration or torque request is identified by the engine management calculator means (10), the calculating means (10) will identify whether the torque demand drives the motor (M) out of the EGR operating area. The identification results for example from a detection of variation of the position of the accelerator pedal. A variation sensor or similar sensor may provide the computer means (10) with a signal enabling this detection. If this is the case, the calculating means (10) will then order:
  • the computer means (10) can trigger, via the control means (C) a progressive closure of the valve (V) of the pipe (30) fast feeding in favor of the cooling means (RAS).
  • This gradual closure will allow drain the cooling means (RAS) with fresh air, but in a controlled manner with a large amount of air.
  • the engine (M) can then again benefit from the densification (densification of the combustion air) of the admitted gases via a passage in the cooling means (RAS).
  • the calculating means (10) can take into account a delay before starting to disable the fast feeding line (30). Thus, some time after the start of the acceleration, the cooling air cooling means (RAS) will be drained and used to promote an increase in engine performance (M).
  • RAS cooling air cooling means
  • the device according to the invention is for example equipped with at least one gas analyzer member, arranged at the inlet or exhaust of the engine (M).
  • This analyzer member which may consist of a conventional gas analyzer apparatus, provides calculator means (10) data representative of a rich gas.
  • a fine control of the richness at the intake or the exhaust can be carried out in order to better regulate the entire operating phase with the fast supply pipe (30), so as to limit the production of pollutants.
  • pollutants such as nitrogen oxide or fumes.
  • the calculating means (10) can use these parameters to maximize the injectable quantity while maintaining a maximum allowable wealth, and therefore the available torque. It is also possible to operate without fine control in the absence of a gas analyzer.
  • the method comprises firstly a step (50) for identifying an acceleration beyond a predetermined acceleration threshold or an engine torque demand greater than a predetermined torque threshold. This identification is performed via the computer means (10), which detects for example a variation of the position of an accelerator pedal provided in the vehicle equipped with the engine (M).
  • the calculating means (10), the motor (M) and the low-pressure EGR recirculation device are naturally implantable in a motorized vehicle and make it possible to optimize the engine performance (M) during different phases of engine operation (M). .
  • the method then comprises a step (51) for closing the EGR valve (VO) and a step (52) for opening the valve (V) disposed on the fast motor supply line (30) (M).
  • the computer means (10) triggers, with the step (51) of closing the EGR valve (VO), a step (510) for opening the counterpressure flap (V2 ) to limit a back pressure generated by the exhaust gas from the turbine (12).
  • a step (520) of total or partial closure of the valve (4) disposed on the first pipe (31) upstream of the charge air cooling means (RAS) can be triggered by the calculating means (10) at the same as the step (52) of opening the valve (V) of the pipe (30) fast feeding.
  • the controlled flue gas recirculation device can operate temporarily with a circuit of reduced length, as illustrated in FIG. 2. The fresh air then simply has pass through the filter housing (2), the compressor (1 1) and the quick feed line (30) before entering the engine valves (M).
  • the method according to the invention may comprise a step of regulating the opening and closing of the valve (V) of the fast feeding pipe (30), in which the calculating means (10) uses the data collected by a upstream gas analyzer and / or downstream of the engine (M) to initiate commands regulating the opening and closing of the bypass valve (V).
  • the "bypass" bypass line (30) of the charge air cooling means corresponds to a simple option to be activated during the phases of acceleration and ramp up of the engine. Indeed, by using the parallel derivation to the cooling means (RAS) as soon as the detection of a strong acceleration or a high torque demand for the engine, the arrival of fresh air will be faster by reducing the volume of the engine. upstream circuit between EGR valve (VO) and valves, and the injectable quantity can be increased more quickly than if one did not use the bypass.
  • RAS parallel derivation to the cooling means
  • the throttling of the charge air cooler supply duct (RAS) as well as the fast supply duct (30), realized and described here by two valves in opposition (V and 4), can be realized in one and the same valve "3 ways" type controllable to pass and direct the flow on one or the other leads.
  • a difference in the permeability of the ducts between the fast duct (30) and that of the charge air cooler (RAS) makes it possible to cause the flow primarily in the fast pipe as soon as the valve (V) is in position opened.
  • valves (V, 4) used to direct the flow can be provided at the beginning or end of driving, or before / after the charge air cooler (RAS) respectively.

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Abstract

Le dispositif de recirculation contrôlée des gaz d'EGR permet l'utilisation d'un circuit avec EGR basse pression tout en permettant d'accélérer l'apport d'air frais lors de phases d'accélération. Des moyens de commande (C) activables par un calculateur (10) assurent l'ouverture et la fermeture de vannes (4, V) en opposition pour permettre d'acheminer : - selon une première voie, les gaz avec recirculation d'EGR dans des moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS) avant leur admission, et - selon une seconde voie de dérivation, de l`air frais fourni par le compresseur de suralimentation (11), sans passer par les moyens de refroidissement (RAS). Les moyens de commande (C) sont notamment agencés pour activer d'une part l'ouverture/fermeture de la vanne d'EGR (V0), et d'autre part l'ouverture/fermeture de la vanne (V) disposée sur la conduite (30) de dérivation.

Description

Procédé et dispositif de recirculation contrôlée des gaz brûlés dans un circuit à EGR basse pression, permettant une admission rapide d'air frais dans un moteur
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention concerne, dans le domaine des moteurs à combustion interne, des systèmes externes de contrôle de la combustion utilisant une recirculation des gaz brûlés EGR (Exhaust Gas Recirculation). L'invention concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif de recirculation contrôlée des gaz brûlés dans un circuit avec recirculation (EGR) basse pression, facilitant l'admission d'air frais dans le moteur.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
De manière connue, le principe de la recirculation de gaz brûlés (EGR) réside dans l'introduction d'une quantité donnée de gaz d'échappement en emplacement d'une partie de l'air frais à l'admission des moteurs Diesel ou essence. Les systèmes d'EGR externes utilisent pour cela une vanne qui prélève une partie des gaz d'échappement pour les réintroduire à l'admission. Ce principe permet de limiter les émissions NOx (d'autant plus que la fraction de gaz recyclés est grande) mais réduit les performances du moteur.
Pour ce type de solution, il faut distinguer deux voies : la recirculation à haute pression et la recirculation à basse pression. Tandis que la recirculation à haute pression (moteurs suralimentés) consiste à prélever des gaz en amont de la turbine pour les réinjecter en aval du compresseur, la recirculation à basse pression consiste au contraire à prélever des gaz après la turbine pour les réinjecter avant le compresseur d'air de suralimentation (les gaz peuvent parfois aussi être réinjectés en amont du refroidisseur d'air de suralimentation qui suit le compresseur). La recirculation à basse pression présente donc l'inconvénient, par rapport la recirculation à haute pression, de requérir un circuit plus long. Cette voie nécessite également la mise en place d'un filtre à particules en amont du prélèvement, pour éviter une usure prématurée du compresseur et assurer un recyclage de gaz exempts de particules.
Actuellement, dans le cas du circuit avec EGR basse pression, la réactivité est moins grande que celle d'un système haute pression en raison de la longueur du circuit. En effet, un inconvénient majeur des systèmes connus utilisant un circuit avec EGR basse pression est que le volume d'air et de gaz brûlés d'EGR à consommer par le moteur avant de disposer d'air frais est conséquent et ralentit la montée en charge du moteur. Ceci entraîne une limitation préjudiciable de la quantité de carburant injectable vu que la quantité d'oxygène dans les gaz admis au début de l'accélération est réduit par la présence des gaz d'EGR.
Même en coupant la recirculation EGR pour n'admettre plus que de l'air pur favorable au rendement et à l'accroissement de la charge moteur (introduction plus importante d'oxygène permettant d'injecter plus avec isorichesse), par exemple lors de transitoires de charge moteur importants - accélération franche depuis un point stabilisé en zone d'utilisation de l'EGR -, la réactivité reste limitée. En effet, le volume à consommer par le moteur avant de disposer d'air frais est si important que la montée en charge du moteur est ralentie.
DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION
La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en proposant, dans un circuit avec EGR basse pression, un procédé de recirculation contrôlée des gaz d'EGR qui facilite l'admission d'air frais dans le moteur.
A cet effet, l'invention concerne un procédé de recirculation contrôlée de gaz d'EGR, mis en œuvre par l'intermédiaire d'un moyen calculateur et utilisant un dispositif de recirculation du type à basse pression relié à des moyens d'admission d'air frais vers un compresseur de suralimentation d'un moteur à combustion interne, d'un filtre à particules positionné en aval d'une turbine libérant des gaz d'échappement, d'une vanne de recirculation de gaz brûlés dite vanne d'EGR disposée en aval du filtre, et de moyens de refroidissement d'air de suralimentation comprenant une entrée reliée par au moins une première conduite à une sortie du compresseur de suralimentation et comprenant une sortie reliée par au moins une seconde conduite à un moteur à combustion interne, caractérisé en qu'une étape d'identification d'une accélération au-delà d'un seuil d'accélération prédéterminé ou d'une demande de couple du moteur supérieur à un seuil de couple prédéterminé est réalisée par le moyen calculateur associé à des capteurs, le procédé comportant ensuite en cas de dépassement d'un desdits seuils les étapes suivantes, commandées par le moyen calculateur :
- une étape de fermeture de la vanne d'EGR ; et
- une étape d'ouverture d'une vanne disposée sur une conduite d'alimentation rapide du moteur reliant directement ladite première conduite à ladite seconde conduite.
Ainsi, le procédé selon l'invention permet d'améliorer la réactivité d'un système d'EGR externe avec recirculation à basse pression, en utilisant une voie d'admission plus directe, entre la vanne d'EGR et les soupapes d'admission du moteur. Cette voie peut être actionnée dans les moments d'accélération, pour éviter qu'un volume d'air et d'EGR trop important se trouve dans le circuit d'admission.
Selon une autre particularité, le moyen calculateur déclenche avec l'étape de fermeture de la vanne d'EGR une étape d'ouverture d'un volet de contre pression situé en aval du filtre pour limiter une contre pression générée par les gaz d'échappement issus de la turbine.
Selon une autre particularité, une étape de fermeture progressive de la vanne disposée sur la conduite d'alimentation rapide est commandée par le moyen calculateur, après ladite étape d'ouverture de cette vanne, pour permettre de vidanger les moyens de refroidissement d'air de suralimentation avec de l'air frais.
Selon une autre particularité, une étape de fermeture totale ou partielle d'une vanne disposée sur la première conduite en amont de l'entrée des moyens de refroidissement d'air de suralimentation est commandée par le moyen calculateur au même moment que l'étape d'ouverture de la vanne disposée sur la conduite d'alimentation rapide du moteur.
Selon une autre particularité, l'étape d'identification comprend une détection, par un capteur de variation, de la position d'une pédale d'accélération prévue dans un véhicule qui incorpore le moyen calculateur, le moteur et ledit dispositif de recirculation à EGR basse pression.
Selon une autre particularité, le procédé selon l'invention comprend une étape de régulation de l'ouverture et fermeture de la vanne de la conduite d'alimentation rapide, dans laquelle le moyen de calcul utilise des données collectées par au moins un organe analyseur de gaz en amont et/ou en aval du moteur pour initier des commandes régulant l'ouverture et la fermeture de ladite vanne.
Ainsi, il est permis avantageusement de réguler au mieux l'ensemble de la phase de fonctionnement avec alimentation rapide du moteur en air frais, afin de limiter la production de polluants tels que, oxyde d'azote ou fumées, et permettre de maximiser la quantité injectable pour rester au maximum de richesse admissible, et donc le couple disponible.
Selon une autre particularité, les deux vannes permettant l'une l'alimentation rapide du moteur, l'autre une circulation dans les moyens de refroidissement d'air de suralimentation, sont remplacées par une vanne à trois voies de type pilotable qui est commandée par le moyen calculateur.
Un objectif supplémentaire de l'invention est de proposer un dispositif de recirculation contrôlée des gaz d'EGR, dans un circuit avec EGR basse pression, qui permet d'améliorer la réactivité lors des phases d'accélération et de franche montée en charge du moteur.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif de recirculation contrôlée des gaz brûlés (EGR) dans un circuit avec recirculation EGR basse pression, comportant des moyens de commande activables par un moyen calculateur, des moyens d'admission d'air frais vers un compresseur de suralimentation, un filtre à particules positionné en aval d'une turbine, une vanne de recirculation de gaz brûlés dite vanne d'EGR disposée en aval du filtre pour contrôler le débit d'EGR, et des moyens de refroidissement d'air de suralimentation comprenant une entrée reliée par au moins une première conduite à une sortie du compresseur de suralimentation et comprenant une sortie reliée par au moins une seconde conduite à un moteur à combustion interne, caractérisé en qu'il comporte une conduite d'alimentation rapide du moteur dotée d'une vanne et reliant directement ladite première conduite à ladite seconde conduite, les moyens de commande étant agencés pour activer d'une part l'ouverture et la fermeture de la vanne d'EGR, et d'autre part l'ouverture et la fermeture de la vanne disposée sur la conduite d'alimentation rapide du moteur.
Selon une autre particularité, le filtre à particules comporte une première sortie reliée à la vanne d'EGR par un conduit sur lequel est implanté un système refroidisseur d'EGR et une seconde sortie d'échappement vers un volet de contre pression prévu pour augmenter le cas échéant la contre-pression en amont de la vanne d'EGR et favoriser le débit d'EGR, les moyens de commande étant agencés pour activer l'ouverture et la fermeture du volet de contre pression.
Selon une autre particularité, la première conduite est dotée d'une vanne disposée entre l'entrée des moyens de refroidissement d'air de suralimentation, le compresseur et la conduite d'alimentation rapide du moteur, pour permettre en association avec la vanne de la conduite d'alimentation rapide, de shunter tout ou partie des gaz à destination des moyens de refroidissement d'air de suralimentation et ainsi alimenter directement le moteur par la conduite d'alimentation rapide.
Selon une autre particularité, le dispositif selon l'invention comporte au moins un organe analyseur de gaz disposé à l'admission ou à l'échappement du moteur pour fournir au moyen calculateur des données représentatives d'une richesse des gaz.
L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma fonctionnel illustrant un dispositif selon l'invention assurant une recirculation à basse pression des gaz d'EGR et permettant d'accélérer le cas échéant l'apport en air frais ;
- la figure 2 montre un logigramme illustrant des étapes du procédé selon l'invention.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES DE L'INVENTION
L'invention propose un dispositif utilisant une recirculation EGR basse pression, doté avantageusement d'un filtre à particules (FAP). Les gaz d'EGR sont introduits en amont du compresseur d'air de suralimentation (1 1 ) et/ou en amont du refroidisseur d'air de suralimentation (RAS). La recirculation des gaz brûlés EGR (Exhaust Gaz Recirculation), dans un fonctionnement EGR basse pression, permet notamment de limiter les émissions des moteurs Diesel.
En référence à la figure 1 , le dispositif selon l'invention assure une recirculation contrôlée des gaz d'EGR. Il dispose pour cela d'éléments classiques d'un circuit de recirculation à basse pression. Ainsi, le circuit de recirculation à basse pression comporte un filtre à particules (FAP) positionné après la turbine (12) libérant des gaz d'échappement, un conduit de sortie relié à ce filtre (FAP), sur lequel est implanté un système (E) refroidisseur appelé refroidisseur d'EGR ainsi qu'une vanne d'EGR afin de contrôler le débit de recirculation. Dans un mode de réalisation, le refroidissement des gaz d'EGR s'effectue par un échangeur air/eau, par exemple avec une utilisation de l'eau de refroidissement du moteur. Le système (E) refroidisseur d'EGR permet ainsi de réduire la température des gaz recyclés et d'accroître l'effet sur les oxydes d'azote NOx en limitant les pertes énergétiques.
Le dispositif est doté de moyens d'admission d'air frais (14) vers un compresseur de suralimentation (1 1 ). Ces moyens d'admission d'air frais (14) vers le compresseur (1 1 ) peuvent comporter un conduit d'admission muni d'un volet d'admission (V1 ) pour réguler le débit d'air frais. Cet air frais est par exemple préalablement filtré à l'aide d'un boîtier filtre (2) ou moyen d'épuration analogue, comme illustré à la figure 1 . Sur la ligne d'échappement en sortie du circuit, un volet de contre-pression (V2) est disposé en aval du filtre à particules (FAP) afin d'augmenter le cas échéant la contre-pression en amont du circuit d'EGR et favoriser le débit d'EGR. La vanne d'EGR (VO) est reliée au conduit d'admission en amont du compresseur (1 1 ). En aval du compresseur (1 1 ) sont disposé des moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS), incluant par exemple un échangeur utilisant un fluide de refroidissement tel que l'air. Tout type de fluide adapté au refroidissement de gaz véhiculés dans une conduite par échange thermique peut être utilisé.
Comme illustré à la figure 1 , les moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS) comprennent une entrée reliée par au moins une première conduite (31 ) à la sortie du compresseur de suralimentation (1 1 ). Ces moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS) disposent d'une sortie reliée par au moins une seconde conduite (32) à un moteur (M) à combustion interne. Le dispositif selon l'invention est doté d'une conduite (30) d'alimentation rapide du moteur (M) formant une voie d'accès en dérivation par rapport aux moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS). Ces derniers peuvent alors être shuntés par l'intermédiaire de 2 vannes (V, 4) montées en opposition, par utilisation de la conduite (30) d'alimentation rapide reliant l'amont à l'aval du RAS. Cette conduite (30) en parallèle des moyens de refroidissement (RAS) permet de shunter tout ou partie des gaz traversant normalement la zone de refroidissement, notamment en ouvrant et fermant respectivement les 2 vannes (V, respectivement 4) disposées sur la conduite (30) formant le shunt et en amont de ces moyens de refroidissement (RAS). Comme représenté à la figure 1 , la vanne (4) équipant la première conduite (31 ) peut être montée entre l'entrée des moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS), le compresseur (1 1 ), et la conduite (30) d'alimentation rapide du moteur (M).
Chacune des vannes (VO, V, V4) et/ ou volants (V1 , V2) ou moyen de contrôle de débit analogues peut être commandée à l'aide de moyens de commande (C) activables par un moyen calculateur (10). Dans un mode de réalisation de l'invention, le moyen calculateur (10) peut consister en un calculateur doté d'une unité de traitement CPU (Computer Processing Unit), recevant via des capteurs des données de température, pression, couple (vitesse de rotation) et autres paramètres d'estimation servant à initier des commandes. En référence à la figure 1 , les moyens de commande (C) permettent d'activer d'une part l'ouverture et la fermeture de la vanne d'EGR (VO), et d'autre part l'ouverture et la fermeture de la vanne (V) disposée sur la conduite (30) d'alimentation rapide du moteur (M).
Lorsque le moteur fonctionne sur un point qui requiert une recirculation EGR, et qu'une forte accélération ou demande de couple supérieure est identifiée par le moyen calculateur (10) de gestion du moteur (M), le moyen calculateur (10) va identifier si la demande de couple fait sortir le moteur (M) de la zone d'utilisation d'EGR. L'identification découle par exemple d'une détection de variation de la position de la pédale d'accélération. Un capteur de variation ou capteur analogue peut fournir au moyen calculateur (10) un signal permettant cette détection. Si tel est le cas, le moyen calculateur (10) va alors ordonner :
- la fermeture de la vanne d'EGR (VO) pour arrêter l'introduction de gaz d'EGR ;
- l'ouverture du volet de contre pression (V2) échappement afin de limiter la contre pression nécessaire au fonctionnement de l'EGR si tel est le cas ;
- l'ouverture de la conduite (30) de dérivation des moyens de refroidissement (RAS) afin d'alimenter le plus rapidement possible le moteur (M) avec de l'air frais, sans devoir vidanger systématiquement le mélange air - gaz brûlés d'EGR présent dans les moyens de refroidissement (RAS) et les conduits amont/aval de ces moyens de refroidissement (RAS).
Dans la suite de l'accélération, le moyen calculateur (10) peut déclencher, via les moyens de commande (C) une fermeture progressive de la vanne (V) de la conduite (30) d'alimentation rapide au profit des moyens de refroidissement (RAS). Cette fermeture progressive va permettre de vidanger les moyens de refroidissement (RAS) avec de l'air frais, mais de manière maîtrisée avec un apport d'air important. On comprend ainsi qu'un contrôle de l'ouverture/fermeture des vannes (V, 4) en opposition permet de maîtriser la composition du mélange admis. Le moteur (M) pourra alors bénéficier à nouveau de la densification (densification de l'air comburant) des gaz admis via un passage dans les moyens de refroidissement (RAS).
Le moyen calculateur (10) peut prendre en compte une temporisation avant de commencer à désactiver la conduite (30) d'alimentation rapide. Ainsi, quelques temps après le début de l'accélération, les moyens de refroidissement (RAS) d'air de suralimentation seront vidangés et utilisés pour favoriser un accroissement des performances du moteur (M).
Le dispositif selon l'invention est par exemple équipé d'au moins un organe analyseur de gaz, disposé à l'admission ou à l'échappement du moteur (M). Cet organe analyseur, pouvant être constitué d'un appareil analyseur de gaz classique, fournit au moyen calculateur (10) des données représentatives d'une richesse des gaz. Ainsi, un contrôle fin de la richesse à l'admission ou l'échappement peut être effectué pour réguler au mieux l'ensemble de la phase de fonctionnement avec la conduite (30) d'alimentation rapide, de façon à limiter la production de polluants tels que oxyde d'azote ou fumées. En outre, le moyen calculateur (10) peut utiliser ces paramètres pour maximiser la quantité injectable en maintenant un maximum de richesse admissible, et donc le couple disponible. Il est possible aussi de fonctionner sans contrôle fin en l'absence d'un organe analyseur de gaz.
Le procédé de l'invention va à présent être décrit en liaison avec la figure 2.
Pour assurer une recirculation contrôlée de gaz d'EGR, le procédé comporte au préalable une étape (50) d'identification d'une accélération au- delà d'un seuil d'accélération prédéterminé ou d'une demande de couple du moteur supérieur à un seuil de couple prédéterminé. Cette identification est réalisée par l'intermédiaire du moyen calculateur (10), qui détecte par exemple une variation de la position d'une pédale d'accélération prévue dans le véhicule équipé du moteur (M). Le moyen calculateur (10), le moteur (M) et le dispositif de recirculation EGR basse pression sont naturellement implantables dans un véhicule motorisé et permettent d'optimiser les performances du moteur (M) lors de différentes phases de fonctionnement du moteur (M).
En référence à la figure 2, en cas de détection, le procédé comporte alors une étape (51 ) de fermeture de la vanne d'EGR (VO) et une étape (52) d'ouverture de la vanne (V) disposée sur la conduite (30) d'alimentation rapide du moteur (M). Dans un mode de réalisation de l'invention, le moyen calculateur (10) déclenche avec l'étape (51 ) de fermeture de la vanne d'EGR (VO) une étape (510) d'ouverture du volet de contre pression (V2) pour limiter une contre pression générée par les gaz d'échappement issus de la turbine (12).
Une étape (520) de fermeture totale ou partielle de la vanne (4) disposée sur la première conduite (31 ) en amont des moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS) peut être déclenchée par le moyen calculateur (10) au même moment que l'étape (52) d'ouverture de la vanne (V) de la conduite (30) d'alimentation rapide. Ainsi, dès la détection d'accélération/montée en couple, le dispositif de recirculation contrôlée des gaz brûlés peut fonctionner temporairement avec un circuit de longueur réduite, comme illustré à la figure 2. L'air frais n'a alors simplement qu'à traverser le boîtier filtre (2), le compresseur (1 1 ) et la conduite (30) d'alimentation rapide avant d'être admis dans les soupapes du moteur (M).
Une étape (53) de fermeture progressive de la vanne (V) disposée sur la conduite (30) d'alimentation rapide, déclenchée par le moyen calculateur (10), permet ensuite de vidanger les moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS) avec de l'air frais, la vanne d'EGR (VO) étant maintenue fermée jusqu'à ce que les besoins en accélération/couple moteur reviennent un niveau habituel. Le procédé selon l'invention peut comporter une étape de régulation de l'ouverture et fermeture de la vanne (V) de la conduite (30) d'alimentation rapide, dans laquelle le moyen de calcul (10) utilise les données collectées par un organe analyseur de gaz en amont et/ou en aval du moteur (M) pour initier des commandes régulant l'ouverture et la fermeture de la vanne (V) de dérivation.
Un des avantages du procédé selon l'invention est de réduire de façon conséquente le volume d'air+gaz d'EGR admis à vidanger, et d'accélérer ainsi l'arrivée d'oxygène. La conduite (30) formant dérivation "bypass" des moyens de refroidissement d'air de suralimentation correspond à une option simple à activer lors des phases d'accélération et de montée en charge franche du moteur. En effet, en utilisant la dérivation parallèle aux moyens de refroidissement (RAS) dès la détection d'une forte accélération ou d'une forte demande en couple pour le moteur, l'arrivée d'air frais sera plus rapide par réduction du volume du circuit amont entre vanne d'EGR (VO) et soupapes, et la quantité injectable pourra plus rapidement être accrue que si l'on n'utilisait pas le bypass.
Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.
Notamment, le vannage du conduit d'alimentation du refroidisseur d'air de suralimentation (RAS) ainsi que de la conduite d'alimentation rapide (30), réalisé et décrit ici par deux vannes en opposition (V et 4), peut être réalisé en une seule et même vanne "3 voies" de type pilotable permettant de passer et d'orienter les flux sur l'un ou l'autre conduit. De même, il serait possible de ne positionner que la vanne (V) de la conduite (30) d'alimentation rapide, l'autre vanne (4) étant non montée. En effet, une différence de perméabilité des conduits entre la conduite rapide (30) et celle du refroidisseur d'air de suralimentation (RAS) permet d'entraîner l'écoulement prioritairement dans la conduite rapide dès que la vanne (V) est en position ouverte.
Enfin, la position des vannes (V, 4) utilisées pour orienter le flux peut être prévue en début ou en fin de conduite, ou avant/après le refroidisseur d'air de suralimentation (RAS) respectivement.

Claims

13REVENDICATIONS
1 . Procédé de recirculation contrôlée de gaz d'EGR, mis en œuvre par l'intermédiaire d'un moyen calculateur (10) et utilisant un dispositif de recirculation du type à basse pression relié à des moyens d'admission d'air frais (14) vers un compresseur de suralimentation (1 1 ) d'un moteur (M) à combustion interne, d'un filtre à particules (FAP) positionné en aval d'une turbine (12), d'une vanne de recirculation de gaz brûlés dite vanne d'EGR (VO) disposée en aval du filtre (FAP), et de moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS) comprenant une entrée reliée par au moins une première conduite (31 ) à une sortie du compresseur de suralimentation (1 1 ) et comprenant une sortie reliée par au moins une seconde conduite (32) à un moteur (M) à combustion interne, caractérisé en qu'une étape (50) d'identification d'une accélération au-delà d'un seuil d'accélération prédéterminé ou d'une demande de couple du moteur supérieur à un seuil de couple prédéterminé est réalisée par le moyen calculateur (10) associé à des capteurs, le procédé comportant ensuite en cas de dépassement d'un desdits seuils les étapes suivantes, commandées par le moyen calculateur (10) :
- une étape (51 ) de fermeture de la vanne d'EGR (VO) ; et
- une étape (52) d'ouverture d'une vanne (V) disposée sur une conduite (30) d'alimentation rapide du moteur (M) reliant directement ladite première conduite (31 ) à ladite seconde conduite (32).
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le moyen calculateur (10) déclenche avec l'étape (51 ) de fermeture de la vanne d'EGR (VO) une étape (510) d'ouverture d'un volet de contre pression (V2) situé en aval du filtre (FAP) pour limiter une contre pression générée par les gaz d'échappement issus de la turbine (12).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une étape (53) de fermeture progressive de la vanne (V) disposée sur la conduite (30) d'alimentation rapide est commandée par le moyen calculateur (10), après 14
ladite étape (52) d'ouverture de cette vanne (V), pour permettre de vidanger les moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS) avec de l'air frais.
4. Procédé selon une des revendications 1 à 3, dans lequel une étape (520) de fermeture totale ou partielle d'une vanne (4) disposée sur la première conduite (31 ) en amont de l'entrée des moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS) est commandée par le moyen calculateur (10) au même moment que l'étape (52) d'ouverture de la vanne (V) disposée sur la conduite (30) d'alimentation rapide du moteur (M).
5. Procédé selon une des revendications 1 à 4, dans lequel l'étape (50) d'identification comprend une détection de variation, par un capteur de variation, de la position d'une pédale d'accélération prévue dans un véhicule qui incorpore le moyen calculateur (10), le moteur (M) et ledit dispositif de recirculation à EGR basse pression.
6. Procédé selon une des revendications 1 à 5, comprenant une étape de régulation de l'ouverture et fermeture de la vanne (V) de la conduite (30) d'alimentation rapide, dans laquelle le moyen de calcul (10) utilise des données collectées par au moins un organe analyseur de gaz en amont et/ou en aval du moteur (M) pour initier des commandes régulant l'ouverture et la fermeture de ladite vanne (V).
7. Procédé selon la revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que les deux vannes (V, 4) permettant l'une l'alimentation rapide du moteur (M), l'autre une circulation dans les moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS), sont remplacées par une vanne à trois voies de type pilotable qui est commandée par le moyen calculateur (10).
8. Dispositif de recirculation contrôlée des gaz brûlés dans un circuit avec recirculation EGR basse pression, comportant des moyens de commande (C) activables par un moyen calculateur (10), des moyens d'admission d'air frais (14) vers un compresseur de suralimentation (1 1 ), un filtre à particules (FAP) positionné en aval d'une turbine (12), une vanne de 15
recirculation de gaz brûlés dite vanne d'EGR (VO) disposée en aval du filtre (FAP) pour contrôler le débit d'EGR, et des moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS) comprenant une entrée reliée par au moins une première conduite (31 ) à une sortie du compresseur de suralimentation (1 1 ) et comprenant une sortie reliée par au moins une seconde conduite (32) à un moteur (M) à combustion interne, caractérisé en qu'il comporte une conduite (30) d'alimentation rapide du moteur (M) dotée d'une vanne (V) et reliant directement ladite première conduite (31 ) à ladite seconde conduite (32), les moyens de commande (C) étant agencés pour activer d'une part l'ouverture et la fermeture de la vanne d'EGR (VO), et d'autre part l'ouverture et la fermeture de la vanne (V) disposée sur la conduite (30) d'alimentation rapide du moteur (M).
9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le filtre à particules (FAP) comporte une première sortie reliée à la vanne d'EGR par un conduit sur lequel est implanté un système (E) refroidisseur d'EGR et une seconde sortie d'échappement vers un volet de contre pression (V2) prévu pour augmenter le cas échéant la contre-pression en amont de la vanne d'EGR (VO) et favoriser le débit d'EGR, les moyens de commande (C) étant agencés pour activer l'ouverture et la fermeture du volet de contre pression (V2).
10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la première conduite (31 ) est dotée d'une vanne (4) disposée entre l'entrée des moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS), le compresseur (1 1 ), et la conduite (30) d'alimentation rapide du moteur (M), pour permettre en association avec la vanne (V) de la conduite (30) d'alimentation rapide, de shunter tout ou partie des gaz à destination des moyens de refroidissement d'air de suralimentation (RAS) et ainsi alimenter directement le moteur (M) par la conduite (30) d'alimentation rapide.
1 1. Dispositif selon une des revendications 8 à 10, comportant au moins un organe analyseur de gaz disposé à l'admission ou à l'échappement 16
du moteur (M) pour fournir au moyen calculateur (10) des données représentatives d'une richesse des gaz.
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