WO2010106273A1 - Dispositif et procede de commande de l'injection de carburant dans un moteur en fonction du taux de recirculation partielle des gaz d'echappement - Google Patents

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Definitions

  • the technical field of the invention is the control of combustion in an internal combustion engine and more particularly the control of fuel injection in an internal combustion engine provided with an exhaust gas recirculation.
  • the pollutant emission standards require an increasingly fine control of the combustion and the air intake circuit of internal combustion engines, in particular through the control of the partial recirculation circuit of the combustion gases.
  • exhaust (EGR) and different organs located upstream and downstream of the internal combustion engine. Emissions of polluting species are directly related to the relative amounts of air and fuel allowed in the internal combustion engine. Knowledge and control of this parameter are thus important in order to reduce emissions of polluting species.
  • the relative amounts of air and fuel admitted into an internal combustion engine are characterized by the richness parameter. This parameter depends on the ratio of the fuel mass to the mass of fresh air admitted.
  • a partial exhaust gas recirculation circuit which has the effect of modifying the ratio of the fuel to the fresh air admitted.
  • the value of the parameter obtained by calculation or measurement takes into account only the fresh air supplied by the intake circuit. Oxygen and unburned hydrocarbons supplied by the partial recirculation circuit of exhaust gases are therefore ignored.
  • the patent application FR 2851014 describes a calculation method taking into account the fresh air from the partial recirculation circuit of the exhaust gas.
  • Such a method would make it possible to determine the quantity of hydrocarbons supplied by the partial recirculation circuit of the exhaust gases and to reduce by the same amount the fuel injected.
  • the object of the invention is to estimate the quantity of fuel injected by taking into account the amount of unburned fuel admitted into the internal combustion engine by the partial recirculation of the exhaust gas.
  • Another object of the invention is to estimate the amount of neutral gas in the exhaust gas in order to optimally adjust the quantities of fuel injected and fresh air admitted.
  • a device for controlling the fuel admission of an internal combustion engine fitted to a motor vehicle is defined, the internal combustion engine being connected as input to an air intake duct.
  • Fresh and exhaust outlet exhaust pipe, itself connected to a catalyst, a partial recirculation circuit of the exhaust gas connects the exhaust pipe to the air intake pipe. fresh.
  • the device comprises a means for determining the amount of unburned fuel in the exhaust gas, a means for determining the amount of fresh air admitted into the internal combustion engine, and an electronic control means capable of determining the quantity fuel injection according to the signals received from the means for determining the amount of unburned fuel and the means for determining the amount of fresh air admitted.
  • the means for determining the amount of unburned fuel in the exhaust gas may comprise a first probe located upstream of the catalyst and a means for estimating the amount of unburned fuel in the exhaust gas as a function of the signals received from the exhaust gas. the first probe.
  • the means for determining the quantity of fresh air admitted into the internal combustion engine may comprise a second probe situated upstream of the point of tapping of the partial recirculation circuit of the exhaust gases on the air intake duct. and a means for estimating the amount of fresh air admitted according to the signals received from the second probe.
  • the electronic control means may comprise means for estimating the amount of neutral gas in the exhaust gas as a function of the signals received from the means for estimating the admitted fresh air mass, and means for determining the quantity of fuel to be injected based on the signals received from the means for estimating the amount of unburned fuel in the exhaust gas, the means for estimating the mass of fresh air admitted, and the means for estimating the neutral gases.
  • the control device may further include an intake manifold, an exhaust manifold, and a turbocharger, the compressor of which is disposed between the fresh air intake duct and the intake manifold, the turbocharger turbine. being arranged between the exhaust pipe and the exhaust manifold, the partial exhaust gas recirculation circuit is connected on the one hand between the exhaust manifold and the turbocharger, and on the other hand, between the collector intake and turbocharger.
  • control device may include an intake manifold, an exhaust manifold, and a turbocharger, the compressor of which is disposed between the fresh air intake duct and the intake manifold, the turbocharger turbine being disposed between the exhaust pipe and the exhaust manifold, the partial recirculation circuit of the exhaust gas is connected firstly at the outlet of the catalyst, and secondly upstream of the compressor of the turbocharger.
  • a method of controlling the fuel intake of a combustion engine is defined.
  • internal combustion engine fitted to a motor vehicle said internal combustion engine being connected at the inlet to a fresh air intake pipe and at the outlet to an exhaust gas exhaust pipe, itself connected to a catalyst, a circuit Partial exhaust gas recirculation connects the exhaust line to the fresh air intake line.
  • the method comprises steps in which: the amount of unburned fuel in the exhaust gas upstream of the catalyst is determined, the amount of fresh air admitted into the internal combustion engine is determined by the intake pipe of the combustion engine. Fresh air, and the amount of fuel to be injected is determined according to the amount of unburned fuel in the exhaust gas and the amount of fresh air admitted.
  • the control method may further comprise steps in which: the amount of neutral gas in the exhaust gas is estimated as a function of the admitted fresh air mass, and the amount of fuel to be injected is determined as a function of the amount of unburned fuel in the exhaust, the allowable air mass and the neutral gas ratio.
  • FIG. 1 illustrates an internal combustion engine provided with a first partial exhaust gas recirculation circuit and the main elements of an injection control device according to the invention
  • FIG. 2 illustrates an engine; internal combustion engine provided with a second partial exhaust gas recirculation circuit and the main elements of an injection control device according to the invention
  • FIG. 3 illustrates the main steps of a method of controlling the quantity of fuel to be injected, according to the invention.
  • an internal combustion engine 1 comprising an intake manifold 2, an exhaust manifold 3 connected to an assembly 4 of cylinders via valves not shown.
  • the intake manifold 2 and the exhaust manifold 3 are connected to a turbocharger 9. More specifically, the intake manifold 2 is connected to the compressor 9a, the exhaust manifold 3 being connected to the turbine 9b.
  • the compressor 9a is connected upstream to a fresh air inlet duct 8 while the turbine 9b is connected at the outlet to an exhaust pipe 5, comprising a catalyst 10 for treating the exhaust gas.
  • the partial exhaust gas recirculation circuit 6 comprises a partial exhaust gas recirculation valve 7 for controlling the flow of gases through the partial recirculation circuit of the exhaust gas and a recirculation line. partial.
  • the partial exhaust gas recirculation pipe is stitched between the exhaust manifold 3 and the turbine 9b and connected at the outlet between the intake manifold 2 and the compressor 9a.
  • the partial exhaust gas recirculation circuit illustrated in FIG. 1 is moreover qualified as a partial recirculation circuit of the high pressure exhaust gas due to its situation in a part of the powertrain where the pressure is raised by the compressor action
  • An electronic control unit 12 is connected to a first probe 1 1 arranged upstream of the catalyst 10 and downstream of the turbocharger 9 via a connection 14.
  • the electronic control unit 12 is also connected to means for controlling the injectors by 15.
  • the electronic control unit is also connected by a connection 17 to a second probe 16 located between the turbocharger 9 and the partial recirculation circuit of the exhaust gas 6.
  • R comb represents the richness measured by the first probe 1 1 placed at the level of the exhaust pipe 5, that is to say, upstream of the catalyst 10.
  • the mass balance of the fuel introduced into the combustion chamber is as follows:
  • M ess representing the mass of fuel introduced into the combustion chamber through the partial recirculation circuit of the exhaust gas
  • the total mass of admitted air M is defined as the sum of the mass of fresh air admitted M air and the total mass of gas reinjected by the partial recirculation circuit of the exhaust gas M
  • R inj The richness R inj can then be expressed as a function of the partial recirculation rate of the exhaust gas and the neutral gas rate.
  • Equation 13 can be rewritten as follows:
  • Equation 15 The only positive solution of Equation 15 is the following partial exhaust gas recirculation rate equation:
  • the electronic control unit applies equation 17 to the value of the combustion richness R CO mb determined by the first probe 11, and to the value of the mass of fresh air M air admitted into the intake manifold. determined by the second probe 16 to determine the amount of fuel to be injected M " J s .
  • the electronic control unit 12 comprises a means 20 for estimating the quantity of unburned fuel in the exhaust gas, a means 18 for estimating the quantity of fresh air admitted into the internal combustion engine. , means 19 for estimating the level of neutral gases in the exhaust gas, means for estimating the rate of recirculated gas and means for determining the quantity of fuel to be injected.
  • the means 18 for estimating the quantity of fresh air is connected at the input to the second probe 16 via the connection 17, and is connected at the output to the estimation means 19 of the neutral gas ratio.
  • the means 20 for estimating the amount of unburned fuel is connected at the input to the first probe 11 via the connection 14 and at the outlet by means of the estimate 21 of the recirculated gas ratio and by means of determination 22 of the quantity of fuel. fuel to be injected.
  • the means 19 for estimating the level of neutral gases in the exhaust gases is connected at the output by means of estimation 21 of the recirculated gas content, which is itself connected to the means 22 for determining the quantity of fuel to be injected.
  • the means 22 for determining the quantity of fuel to be injected is connected at the output to the injector control means, not shown in FIGS. 1 and 2, through the connection 15.
  • the partial recirculation circuit of the exhaust gases 6 may be of the low pressure type.
  • the partial exhaust gas recirculation duct is stitched out of the catalyst 10 and connected upstream of the compressor 9a to the fresh air inlet duct 8.
  • the entire partial gas recirculation circuit The exhaust system is located in a portion of the power train having a pressure lower than the pressure prevailing between the compressor 9a and the turbine 9b.
  • the electronic control unit 12 determines the amount of fuel to be injected in a manner similar to the determination described in the context of the first embodiment. However, the estimation of the amount of fuel recirculated through the partial exhaust gas recirculation circuit 6 is modified to account for the catalytic filter effect which degrades unburned hydrocarbons. For this purpose, either a determination of the oxygen storage capacity (OSC) of the catalyst or a stored value of the catalyst efficiency for the hydrocarbon catalysis is used.
  • OSC oxygen storage capacity
  • the control method is illustrated in FIG. 3.
  • the process starts with a step 23 of estimating the fresh air mass admitted to Mair. This mass is determined according to the signal received from the second probe 16.
  • the method continues with a step 24 of estimating the level of neutral gas TGN- Equation 16 makes it possible to determine TGN as a function of the variables previously determined or measured.
  • step 25 the combustion richness R C omb is determined.
  • the combustion richness is determined as a function of the signal received from the first probe 11.
  • Equation 16 makes it possible to determine T E G R as a function of the variables previously determined or measured.
  • step 27 ends in step 27 during which the amount of fuel to be injected is determined.
  • the injection control device and method that have just been described makes it possible to accurately determine a strictly necessary quantity of fuel to be injected into an internal combustion engine in order to obtain a mixture of gases admitted to the engine having the desired wealth. This richness may vary according to the operating phase of the engine, the invention is capable of determining in real time the injection parameters in order to pass on these changes in operation without delay and in order to maintain optimum operation.
  • control device works equally well with a partial recirculation circuit of the low-pressure and high-pressure exhaust gases, at the cost of a few adjustments of the method making it possible to take into account the placement of the partial recirculation circuit of the exhaust gases. exhaust.
  • the control device and method is also capable of determining the amount of neutral gas present in the exhaust gas in order to optimally adjust the quantities of fuel and fresh air admitted. Precise control of the richness of the admitted mixture is thus possible.

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Abstract

Dispositif de commande de l'injection de carburant dans un moteur à combustion interne (1) de véhicule automobile, ledit moteur à combustion interne (1) étant relié en entrée à une conduite d'admission (8) d' air frais et en sortie à une conduite d' échappement (5) des gaz d' échappement comportant un catalyseur (10), un circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement (6) reliant la conduite d' échappement (5) à la conduite d' admission (8) de l 'air frais, le dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de détermination de la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d' échappement, un moyen de détermination de la quantité d' air frais admise dans le moteur à combustion interne (1), et un moyen de commande électronique (12) apte à déterminer la quantité de carburant à injecter en fonction des signaux reçus du moyen de détermination de la quantité de carburant imbrûlé et du moyen de détermination de la quantité d'air frais admise.

Description

Dispositif et procédé de commande de l'injection de carburant dans un moteur en fonction du taux de recirculation partielle des gaz d'échappement.
L 'invention a pour domaine technique le contrôle de la combustion dans un moteur à combustion interne et plus particulièrement le contrôle de l'injection de carburant dans un moteur à combustion interne muni d'une recirculation des gaz d' échappement. Les normes relatives aux émissions de polluants imposent un contrôle de plus en plus fin de la combustion ainsi que du circuit d'admission d' air des moteurs à combustion interne, notamment par l' intermédiaire de la commande du circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement (EGR), et des différents organes situés en amont et en aval du moteur à combustion interne. Les émissions d'espèces polluantes sont directement liées aux quantités relatives d' air et de carburant admises dans le moteur à combustion interne. La connaissance et le contrôle de ce paramètre sont ainsi importants afin de réduire les émissions d' espèces polluantes. Les quantités relatives d' air et de carburant admises dans un moteur à combustion interne sont caractérisées par le paramètre de richesse. Ce paramètre dépend du rapport entre la masse de carburant et la masse d' air frais admis.
Afin de réduire encore plus la consommation de carburant et les émissions d' espèces polluantes, on utilise un circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement qui a pour conséquence de modifier le rapport entre le carburant et l' air frais admis. Cependant, la valeur du paramètre obtenue par le calcul ou la mesure ne tient compte que de l'air frais apporté par le circuit d'admission. L 'oxygène et les hydrocarbures imbrûlés apportés par le circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement sont donc ignorés.
La demande de brevet FR 2851014 décrit une méthode de calcul prenant en compte l' air frais provenant du circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement. Cependant, il n' existe pas à ce jour de dispositif ou de procédé de détermination permettant de prendre en compte l' apport d'hydrocarbures imbrûlés par le circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement. Un tel procédé permettrait de déterminer la quantité d'hydrocarbures amenés par le circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement et de réduire d' autant la quantité de carburant injectée.
L 'objet de l'invention est d' estimer la quantité de carburant injecté en prenant en compte la quantité de carburant imbrûlée admise dans le moteur à combustion interne par la recirculation partielle des gaz d' échappement.
Un autre objet de l'invention est d'estimer la quantité de gaz neutres dans les gaz d' échappement afin d' ajuster de façon optimale les quantités de carburant injectées et d' air frais admis. Selon un aspect de l'invention, on définit un dispositif de commande de l' admission de carburant d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile, ledit moteur à combustion interne étant relié en entrée à une conduite d' admission d' air frais et en sortie à une conduite d' échappement des gaz d' échappement, elle- même reliée à un catalyseur, un circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement relie la conduite d' échappement à la conduite d'admission de l' air frais. Le dispositif comprend un moyen de détermination de la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d' échappement, un moyen de détermination de la quantité d' air frais admise dans le moteur à combustion interne, et un moyen de commande électronique apte à déterminer la quantité de carburant à injecter en fonction des signaux reçus du moyen de détermination de la quantité de carburant imbrûlé et du moyen de détermination de la quantité d'air frais admise. Le moyen de détermination de la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d' échappement peut comprendre une première sonde située en amont du catalyseur et un moyen d' estimation de la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d' échappement en fonction des signaux reçus de la première sonde. Le moyen de détermination de la quantité d' air frais admise dans le moteur à combustion interne peut comprendre une deuxième sonde située en amont du point de piquage du circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement sur la conduite d' admission de l' air frais et un moyen d'estimation de la masse d' air frais admise en fonction des signaux reçus de la deuxième sonde.
Le moyen de commande électronique peut comprendre un moyen d' estimation du taux de gaz neutres dans les gaz d' échappement en fonction des signaux reçus du moyen d' estimation de la masse d'air frais admise, et un moyen de détermination de la quantité de carburant à injecter en fonction des signaux reçus du moyen d'estimation de la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d'échappement, du moyen d'estimation de la masse d' air frais admise, et du moyen d'estimation du taux de gaz neutres. Le dispositif de commande peut comprendre en outre un collecteur d'admission, un collecteur d' échappement, et un turbocompresseur dont le compresseur est disposée entre la conduite d'admission de l' air frais et le collecteur d' admission, la turbine du turbocompresseur étant disposée entre la conduite d' échappement et le collecteur d' échappement, le circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement est relié d'une part entre le collecteur d' échappement et le turbocompresseur, et d' autre part, entre le collecteur d' admission et le turbocompresseur.
Dans une autre configuration, le dispositif de commande peut comprendre un collecteur d'admission, un collecteur d' échappement, et un turbocompresseur dont le compresseur est disposée entre la conduite d' admission de l' air frais et le collecteur d' admission, la turbine du turbocompresseur étant disposée entre la conduite d' échappement et le collecteur d' échappement, le circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement est relié d'une part en sortie du catalyseur, et d' autre part, en amont du compresseur du turbocompresseur.
Selon un autre aspect de l'invention, on définit un procédé de commande de l' admission de carburant d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule automobile, ledit moteur à combustion interne étant relié en entrée à une conduite d' admission d' air frais et en sortie à une conduite d' échappement des gaz d' échappement, elle- même reliée à un catalyseur, un circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement relie la conduite d' échappement à la conduite d'admission de l'air frais. Le procédé comprend des étapes aux cours desquelles : on détermine la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d' échappement en amont du catalyseur, on détermine la quantité d'air frais admise dans le moteur à combustion interne par la conduite d' admission de l' air frais, et on détermine la quantité de carburant à injecter en fonction de la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d' échappement et de la quantité d'air frais admise. Le procédé de commande peut comprendre en outre des étapes au cours desquelles : on estime le taux de gaz neutres dans les gaz d'échappement en fonction de la masse d' air frais admise, et on détermine la quantité de carburant à injecter en fonction de la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d' échappement, de la masse d'air admise et du taux de gaz neutres.
D ' autres buts, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée uniquement en tant qu'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre un moteur à combustion interne muni d'un premier circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement et les principaux éléments d'un dispositif de commande de l' injection selon l' invention, - la figure 2 illustre un moteur à combustion interne muni d'un deuxième circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement et les principaux éléments d'un dispositif de commande de l'injection selon l' invention, et - la figure 3 illustre les principales étapes d'un procédé de commande de la quantité de carburant à injecter, selon l'invention.
Sur la figure 1 , on peut voir un moteur à combustion interne 1 comprenant un collecteur d'admission 2, un collecteur d'échappement 3 reliés à un ensemble 4 de cylindres par l'intermédiaire de soupapes non représentées. Le collecteur d'admission 2 et le collecteur d' échappement 3 sont reliés à un turbocompresseur 9. Plus précisément, le collecteur d' admission 2 est relié au compresseur 9a, le collecteur d' échappement 3 étant relié à la turbine 9b. Le compresseur 9a est relié en amont à une conduite 8 d' admission de l'air frais alors que la turbine 9b est reliée en sortie à une conduite d' échappement 5 , comportant un catalyseur 10 de traitement des gaz d' échappement.
Par ailleurs, le circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement 6 comprend une vanne 7 de recirculation partielle des gaz d' échappement permettant la commande du débit des gaz à travers le circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement et une conduite de recirculation partielle. La conduite de recirculation partielle des gaz d'échappement est piqué entre le collecteur d' échappement 3 et la turbine 9b et relié en sortie entre le collecteur d'admission 2 et le compresseur 9a. Le circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement illustré sur la figure 1 est par ailleurs qualifié de circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement à haute pression de par sa situation dans une partie du groupe motopropulseur où la pression est élevée par l ' action du compresseur
9a.
Une unité de commande électronique 12 est reliée à une première sonde 1 1 disposée en amont du catalyseur 10 et en aval du turbocompresseur 9 par une connexion 14. L 'unité de commande électronique 12 est par ailleurs connectée à des moyens de commande des injecteurs par une connexion 15. L'unité de commande électronique est également reliée par une connexion 17 à une deuxième sonde 16 située entre le turbocompresseur 9 et le circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement 6. Afin de tenir compte des hydrocarbures imbrûlés amenés par le circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement, il est nécessaire de distinguer plusieurs richesses.
On définit d' abord la richesse d'inj ecteur Rinj qui correspond au rapport entre la quantité de carburant injectée et la quantité d' air frais admis :
Mmj Rmj = K - ^- (Eq. 1 )
avec
M"J s représentant la masse de carburant injectée
MMair représentant la masse d'air frais issue du papillon
K représentant le rapport stoechiométrique air/essence
Rcomb représente la richesse mesurée par la première sonde 1 1 placée au niveau de la conduite d' échappement 5 , c'est-à-dire, en amont du catalyseur 10.
M"J + Mτ fc EGR
R ^ccααmmbb = K - 1HC (Eq. 2)
M au avec :
M|°R représentant la masse recirculée d'hydrocarbures imbrûlés.
Le bilan massique du carburant introduit dans la chambre de combustion est le suivant :
M 1V1ess = M 1V1mesjs + τ M 1V1EesGsR = R ^comb . -— ^≡- ( lELa4 ' 3 J)i
avec Mess représentant la masse de carburant introduit dans la chambre de combustion par le biais du circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement,
Mess représente la masse totale de carburant dans la chambre de combustion. Par ailleurs, on pose MEf = MEf - ME°R (Eq. 4) avec
M ,tEoGt R représentant la masse d' air totale réinj ectée par le circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement
MQ°R représentant la masse de gaz neutres réinj ectée par le circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement
En combinant les équations 3 et 4, on obtient :
Λ^mj + MEGR _ MEGR π Mair /-£ ^ \ iV1ess ^ iV1tot iV1GN ^comb ^- K1^ H - J )
On définit la masse totale d' air admis Madmis comme la somme de la masse d' air frais admis Mair et la masse totale de gaz réinjectée par le circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement M|^R .
Figure imgf000009_0001
On divise alors l' équation 5 par l'expression de la masse totale d'air admis Madmis établie en fonction du bilan massique de l' air admis (Eq. 6).
Figure imgf000009_0002
Par ailleurs, on peut définir un taux de gaz neutres τGN :
MMEGR τGN = τr^ (Eq- 8) M admis
En combinant les équations 4, 6, et 8, on peut récrire le taux de gaz neutres de la façon suivante :
Figure imgf000009_0003
On peut définir également un taux de recirculation partielle des gaz d' échappement TEGR par la formule suivante :
MEGR τEGR = τr^ (Eq. 10)
-^ admis En combinant les équations 6 et 10, on peut réécrire le taux de recirculation partielle des gaz d'échappement de la façon suivante : l-τEGR=-^- (Eq. H)
-^ admis
On peut alors exprimer la richesse Rinj en fonction du taux de recirculation partielle des gaz d'échappement et du taux de gaz neutres. En combinant les équations 1, 2 et 4, on obtient : RnB=Ramb+K-(τ°w "τ∞?) (Eq. 12)
V1 1EGR/
De même, on peut exprimer la richesse de combustion RCOmb en fonction du taux de recirculation partielle des gaz d'échappement. Si on combine les équations 2, 6 et 10, on obtient : R∞mb =R"~τEGR (Eq. 13)
1 τEGR
On peut récrire l'équation 13 de la façon suivante :
Rmj = (1 - τEGR )• Rcomb + τEGR (Eq. 14)
Si on combine les équations 12 et 14, on obtient l'équation du second degré suivante : τEGR 2-(R∞mb-l)+τEGR -(1 +
Figure imgf000010_0001
=O (Eq. 15)
L'unique solution positive de l'équation 15 est l'équation du taux de recirculation partielle des gaz d'échappement suivante :
Figure imgf000010_0002
En combinant les équations 1 et 14, on obtient l'expression du débit de carburant corrigé à appliquer afin de tenir compte de la présence du circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement : Mmj _ mj ' air _ Mfflr / / y N ^F fI 1 7 "» iV1ess - „ — \\1 XEGR / Kcomb + XEGR / K1^ H - V ' )
Jv JV
L 'unité de commande électronique applique l'équation 17 à la valeur de la richesse de combustion RCOmb déterminée par la première sonde 1 1 , et à la valeur de la masse d' air frais Mair admise dans le collecteur d' admission déterminée par la deuxième sonde 16 afin de déterminer la quantité de carburant à injecter M"J s .
Plus précisément, l'unité de commande électronique 12 comprend un moyen d' estimation 20 de la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d' échappements, un moyen d' estimation 18 de la quantité d' air frais admise dans le moteur à combustion interne, un moyen d' estimation 19 du taux de gaz neutres dans les gaz d' échappement, un moyen d'estimation 21 du taux de gaz recirculés et un moyen de détermination 22 de la quantité de carburant à injecter.
Le moyen d' estimation 18 de la quantité d' air frais est relié en entrée à la deuxième sonde 16 par la connexion 17, et est relié en sortie au moyen d' estimation 19 du taux de gaz neutres.
Le moyen d' estimation 20 de la quantité de carburant imbrûlé est relié en entrée à la première sonde 1 1 par la connexion 14 et en sortie au moyen d'estimation 21 du taux de gaz recirculés et au moyen de détermination 22 de la quantité de carburant à injecter.
Le moyen d' estimation 19 du taux de gaz neutres dans les gaz d' échappement est relié en sortie au moyen d'estimation 21 du taux de gaz recirculés, lui-même relié au moyen de détermination 22 de la quantité de carburant à injecter. Le moyen de détermination 22 de la quantité de carburant à injecter est connecté en sortie aux moyens de commande des injecteurs, non représentés sur les figures 1 et 2, par la connexion 15.
Selon un autre mode de réalisation, illustré par la figure 2, le circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement 6 peut être de type basse pression. En d' autres termes, le conduit de recirculation partielle des gaz d' échappement est piqué en sortie du catalyseur 10 et relié en amont du compresseur 9a sur la conduite 8 d'admission d' air frais. Ainsi, l' intégralité du circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement se situe dans une partie du groupe motopropulseur présentant une pression inférieure à la pression régnant entre le compresseur 9a et la turbine 9b.
L 'unité de commande électronique 12 détermine la quantité de carburant à injecter d'une façon similaire à la détermination décrite dans le cadre du premier mode de réalisation. Cependant, l' estimation de la quantité de carburant recirculés par le biais du circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement 6 est modifiée pour tenir compte de l' effet de filtre catalytique qui dégrade les hydrocarbures imbrûlés. Pour cela, on utilise soit une détermination de la capacité de stockage en oxygène (OSC) du catalyseur, soit une valeur mémorisée de l'efficacité du catalyseur concernant la catalyse des hydrocarbures.
La valeur de la richesse de combustion mesurée par la première sonde
1 1 est ainsi modulée pour tenir compte de la diminution de la quantité d'hydrocarbures dans les gaz d'échappement en sortie du catalyseur et en entrée du circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement 6.
Le procédé de commande est illustré sur la figure 3. Le procédé débute par une étape 23 d' estimation de la masse d'air frais admise Mair. Cette masse est déterminée en fonction du signal reçu de la deuxième sonde 16.
Le procédé se poursuit par une étape 24 d'estimation du taux de gaz neutre TGN- L ' équation 16 permet de déterminer TGN en fonction des variables précédemment déterminées ou mesurées.
A l' étape 25 , on détermine la richesse de combustion RComb- La richesse de combustion est déterminée en fonction du signal reçu de la première sonde 1 1.
L 'étape 26 suivante permet de déterminer le taux de recirculation partielle des gaz d' échappement TEGR. L 'équation 16 permet de déterminer TEGR en fonction des variables précédemment déterminées ou mesurées.
Le procédé se termine à l' étape 27 au cours de laquelle on détermine la quantité de carburant à inj ecter. Pour cela, on résout l' équation 17 en fonction des variables précédemment déterminées ou mesurées. Le dispositif et le procédé de commande de l'injection qui viennent d' être décrits permettent de déterminer avec précision une quantité strictement nécessaire de carburant à injecter dans un moteur à combustion interne afin d'obtenir un mélange de gaz admis dans le moteur présentant la richesse souhaitée. Cette richesse pouvant varier selon la phase de fonctionnement du moteur, l' invention est apte à déterminer en temps réel les paramètres d'injection afin de répercuter sans délai ces changements de fonctionnement et afin de conserver un fonctionnement optimum. Il est à noter que le dispositif de commande fonctionne aussi bien avec un circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement basse pression que haute pression, au prix de quelques aménagements du procédé permettant de tenir compte du placement du circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement.
Le dispositif et le procédé de commande sont également aptes à déterminer la quantité de gaz neutres présente dans les gaz d' échappement afin d' ajuster de façon optimale les quantités de carburant et d'air frais admis. Un contrôle précis de la richesse du mélange admis est ainsi possible.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande de l'injection de carburant dans un moteur à combustion interne ( 1 ) de véhicule automobile, ledit moteur à combustion interne ( 1 ) étant relié en entrée à une conduite d' admission
(8) d' air frais et en sortie à une conduite d' échappement (5) des gaz d' échappement comportant un catalyseur ( 10), un circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement (6) piqué en sortie du catalyseur ( 10) reliant la conduite d' échappement (5) à la conduite d'admission (8) de l'air frais, le dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de détermination de la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d' échappement en amont du catalyseur ( 10), un moyen de détermination de la quantité d' air frais admise dans le moteur à combustion interne ( 1 ), et un moyen de commande électronique ( 12) apte à déterminer la quantité de carburant à injecter en fonction des signaux reçus du moyen de détermination de la quantité de carburant imbrûlé en amont du catalyseur ( 10) et du moyen de détermination de la quantité d' air frais admise.
2. Dispositif de commande selon la revendication 1 , dans lequel le moyen de détermination de la quantité de carburant imbrûlé comprend une première sonde ( 1 1 ) située en amont du catalyseur ( 10) et un moyen d'estimation (20) de la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d' échappement en fonction des signaux reçus de la première sonde (1 1 ).
3. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le moyen de détermination de la quantité d' air frais admise dans le moteur à combustion interne ( 1 ) comprend une deuxième sonde ( 16) située en amont du point de piquage du circuit de recirculation partielle (6) des gaz d' échappement sur la conduite d' admission (8) de l' air frais et un moyen d' estimation de la masse d' air frais admise ( 18) en fonction des signaux reçus de la deuxième sonde ( 16).
4. Dispositif de commande selon la revendication 3 , dans lequel le moyen de commande électronique ( 12) comprend un moyen d'estimation ( 19) du taux de gaz neutres dans les gaz d' échappement en fonction des signaux reçus du moyen d'estimation ( 18) de la masse d'air frais admise, et un moyen de détermination (22) de la quantité de carburant à injecter en fonction des signaux reçus du moyen d' estimation (20) de la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d' échappement, du moyen d' estimation ( 18) de la masse d'air frais admise, et du moyen d'estimation ( 19) du taux de gaz neutres.
5. Dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes, comprenant un collecteur d' admission (2), un collecteur d' échappement (3), et un turbocompresseur (9) comprenant un compresseur (9a) et une turbine (9b), le compresseur (9a) étant disposé entre la conduite d'admission (8) de l'air frais et le collecteur d'admission (2), la turbine (9b) étant disposée entre la conduite d' échappement (5) et le collecteur d' échappement (3), le circuit de recirculation partielle (6) des gaz d' échappement comprend une vanne commandée et une conduite de recirculation partielle reliée d'une part entre le collecteur d' échappement (3) et la turbine (9b), et d' autre part, entre le collecteur d' admission (2) et le compresseur (9a).
6. Dispositif de commande selon l'une des revendications 1 à 5 , comprenant un collecteur d'admission (2), un collecteur d' échappement (3), et un turbocompresseur (9) comprenant un compresseur (9a) et une turbine (9b), le compresseur (9a) étant disposé entre la conduite d' admission (8) de l' air frais et le collecteur d'admission (2), la turbine (9b) étant disposée entre la conduite d' échappement (5) et le collecteur d' échappement (3), le circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement (6) comprend une vanne commandée et une conduite de recirculation partielle reliée d'une part en sortie du catalyseur ( 10), et d' autre part, en amont du compresseur (9a).
7. Procédé de commande d'injection de carburant dans un moteur à combustion interne ( 1 ) de véhicule automobile, ledit moteur à combustion interne (1 ) étant relié en entrée à une conduite d'admission
(8) d' air frais et en sortie à une conduite d' échappement (5) des gaz d' échappement, elle-même reliée à un catalyseur ( 1 1 ), un circuit de recirculation partielle des gaz d' échappement (6) piqué en sortie du catalyseur ( 10) reliant la conduite d'échappement (5) à la conduite d'admission (8) de l'air frais, caractérisé par le fait qu'il comprend des étapes aux cours desquelles : on détermine la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d' échappement en amont du catalyseur ( 1 1 ), on détermine la quantité d'air frais admise dans le moteur à combustion interne ( 1 ) par la conduite d'admission (8) de l'air frais, et on détermine la quantité de carburant à injecter en fonction de la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d' échappement en amont du catalyseur ( 10) et de la quantité d'air frais admise.
8. Procédé de commande selon la revendication 7, comprenant en outre des étapes au cours desquelles : on estime le taux de gaz neutres dans les gaz d'échappement en fonction de la masse d' air frais admise, et on détermine la quantité de carburant à injecter en fonction de la quantité de carburant imbrûlé dans les gaz d' échappement, de la masse d'air admise et du taux de gaz neutres.
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