WO2012156618A1 - Estimation du taux d'egr dans un moteur thermique de véhicule - Google Patents

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WO2012156618A1
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rate
exhaust
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Grégory HODEBOURG
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Valeo Systemes De Controle Moteur
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Definitions

  • the present invention relates to the measurement and regulation of the ERG ("exhaust gas recirculation”) rate, also called exhaust gas recirculation (EGR) rate in a heat engine whose input is related to an intake circuit and the output of which is connected to a gas exhaust circuit.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • EGR measurement is desirable to ensure proper regulation of the exhaust gas recirculation process.
  • pH of the reinjected exhaust gases and / or their temperature can for example affect the integrity of the sensor (s) used for the determination of the EGR rate.
  • the invention aims to meet this need and it achieves this, according to one of its aspects, using a method for determining the rate of EGR in an engine of an assembly comprising:
  • said engine being a vehicle heat engine having an input connected to an intake circuit and an output connected to a gas exhaust circuit and, a return loop allowing all or part of the exhaust gas circulating in the gas exhaust circuit to be reinjected into the intake circuit, said loop comprising at least one valve configured to pass from a closed position; opposing the reinjection of the exhaust gases into the intake circuit at at least one open position allowing said exhaust gas re-injection, in which method is determined from a magnitude representative of the position of the valve the EGR rate in the engine.
  • This determination can be made only with the aid of the magnitude representative of the position of the valve.
  • the determination of the rate of EGR is obtained thanks to the position of the valve.
  • the inventor has indeed found that for a given set with the above components, and knowing properties, such as permeability, of the portion of the intake circuit upstream of the feedback loop and properties, such as the permeability of the portion of the exhaust gas circuit downstream of the return loop, the position of the return loop valve can be connected, within a tolerance range, to the EGR rate in the engine .
  • the position of the valve can make it possible to determine to 1 to 2% the rate of EGR.
  • the cost and the adjustment time for determining this rate can be reduced by the invention.
  • conventional calculators can be used for this determination, without the need for more complex and / or more expensive computers.
  • valve refers to any switch movable between a closed position and at least one open position allowing or not, depending on whether it is in the open or closed position, gas to flow and adjust the flow rate.
  • the position of the valve can correspond to the degree of opening thereof.
  • the valve comprises for example a flap and the degree of opening of the valve may correspond to the value of the angle defined between the flap and a reference direction.
  • the method may include the step of determining from the position of the valve and / or EGR rate in the engine the flow of exhaust gas in the return loop at the valve.
  • the flow of the exhaust gases in the return loop can be constant in this loop, especially upstream and downstream of the valve.
  • the return loop has a constant section.
  • the engine can be an internal combustion engine. This is for example a gasoline engine or a diesel engine.
  • the engine may be a flex-fuel engine.
  • the engine can operate with flex-fuel, biofuel or lpg.
  • the valve of the return loop may have an effective cross section less than 20 cm 2 , in particular less than 15 cm 2 , in particular being between 2 and 10 cm 2 .
  • the valve may be configured to be moved into a finite number of open positions.
  • the engine is for example designed to operate with a finite number of EGR rates and each open position of the valve corresponds to one of these values of the EGR rate.
  • the valve is for example movable only in three open positions respectively corresponding to 10, 15 and 20% EGR rate. The passage of the valve from the closed position to one of the open positions may result from a prior programming of an actuating system of the valve.
  • valve may be configured to be moved into an infinite number of open positions, i.e., in any position between the closed position and the position in which the valve opening is maximum.
  • the return loop and / or the intake circuit may be devoid of additional sensor, in particular arranged in the gas flow, and delivering a quantity representative of the rate of EGR in the engine and / or the flow rate of the exhaust gas circulating or having circulated in the return loop.
  • the implementation of the above method for determining the rate of EGR in the engine may be preceded by a step of establishing the relationship between the EGR rate in the engine and the position of the return loop valve or between the EGR rate in the engine and the magnitude representative of the position of said valve.
  • This establishment step can be carried out analytically by knowing properties of the above-mentioned portions of the intake circuit and the gas exhaust circuit or with the aid of a flow sensor according to the prior art. These properties are, for example, the permeability of the portion of the intake circuit upstream of the return loop and the permeability of the portion of the exhaust gas circuit downstream of the return loop. For example, the cross section values of these portions are used.
  • a flow sensor is for example disposed in the return loop and is raised with this sensor the flow of gas exhaust in the return loop for different positions of the valve. This gives a relationship between the flow of exhaust gas in the return loop and the position of the valve. This relationship will, subsequently, to know the rate of EGR in the engine as soon as we know the position of the valve in the feedback loop.
  • the knowledge of the position of the return loop valve may be sufficient to know the rate of EGR in the engine. Consequently, when one or more flow sensors are used during the setting step, these can then be removed or deactivated and the determination of the EGR rate when the process is implemented can be done by using only the position of the valve. When the method is implemented, the EGR rate in the engine can thus be determined exclusively by knowing the position of the valve in the return loop.
  • At least one sensor for measuring the flow of exhaust gas in the return loop such as a flow meter or a pressure sensor can be selectively used to obtain a value of EGR rate in the engine otherwise than by measuring the position of the valve to assess the drift of the EGR rate results determined using the position of the valve of the return loop.
  • This sensor can be permanently present and only activated selectively, at fixed intervals or not. As a variant, this sensor is only introduced into the assembly when the aim of evaluating the drift mentioned above is to be evaluated.
  • the valve of the return loop is for example an independent valve also called “simple valve".
  • the valve of the return loop can form an inlet channel of a multi-channel valve, for example a "three-way” valve, of which another inlet channel is formed by a valve disposed in the circuit intake of the assembly upstream of the end of the return loop opening in said circuit.
  • the output channel of this multi-port valve can communicate with the motor input.
  • the valves forming the inlet channels of the multi-way valve may be butterfly type.
  • the exhaust gas circuit may comprise a turbine and the intake circuit may comprise compression means such as a compressor or a turbocharger.
  • the compression means and the turbine may be integral.
  • the invention can be implemented to measure the rate of EGR in an engine with a "low pressure" return loop, that is to say that the entry into the exhaust gas circuit of the return loop is disposed downstream of the turbine and that the end through which the return loop opens into the intake circuit is disposed upstream of the compression means.
  • the invention may alternatively be implemented to measure the rate of EGR in an engine with a "high pressure" return loop, that is to say that the entry into the exhaust gas circuit of the return loop is disposed upstream of the turbine and that the end through which the return loop opens into the intake circuit is disposed downstream of the compression means.
  • the return loop may include a cooler.
  • Another subject of the invention is a method of regulating the rate of EGR in an engine of an assembly comprising said engine, the latter being a vehicle heat engine having an input connected to a circuit intake and an outlet connected to a gas exhaust circuit, and a return loop allowing all or part of the exhaust gas flowing in the gas exhaust circuit to be reinjected into the intake circuit said loop comprising at least one valve configured to move from a closed position opposing the reinjection of the exhaust gases into the intake circuit to at least one open position for said exhaust gas feed back,
  • the rate of EGR in the engine is determined using the above method and,
  • the aspect of the invention above makes it possible to regulate in a simple, effective and inexpensive way the rate of EGR in the engine around a predefined value.
  • the subject of the invention is also a device for determining the rate of EGR in an engine of an assembly comprising:
  • said engine being a vehicle engine having an input connected to an intake circuit and an output connected to a gas exhaust circuit, and a return loop allowing all or part of the exhaust gas circulating in the gas exhaust circuit to be reinjected into the intake circuit, said loop comprising at least one valve configured to pass from a closed position; opposing the reinjection of the exhaust gases into the intake circuit at at least one open position for said exhaust gas re-injection, the apparatus comprising:
  • a sensor delivering a value of a magnitude representative of the position of the valve
  • a processing circuit for determining a value of the EGR rate in the engine based on the value delivered by the sensor.
  • the processing circuit may be configured to analytically establish the relationship between the value delivered by the sensor of the magnitude representative of the position of the valve and the EGR rate in the engine through properties of the portions of the intake circuit and of the gas exhaust system, as mentioned above.
  • a flow sensor may be used to determine the relationship between the magnitude representative of the valve position and the EGR rate in the engine. After this relationship has been established, this flow sensor can be disabled or removed.
  • the processing circuit can also be used to determine the flow rate of the exhaust gas in the return loop at the valve of this return loop.
  • the sensor and the processing circuit may be separate components. Alternatively, they can be grouped together in the same housing, the device then being made in one piece.
  • the magnitude representative of the position of the valve can be any electrical quantity delivered by the sensor and image of the position of the valve.
  • the magnitude representative of the position of the valve is the position of the valve itself.
  • the position of the valve corresponds for example to the degree of opening of the valve, measured for example as the angle defined between a flap of the valve and a reference direction.
  • Another object of the invention is a system comprising:
  • an assembly comprising a vehicle engine having an input connected to an intake circuit and an output connected to a gas exhaust circuit, and a loop return device enabling all or part of the exhaust gases circulating in the gas exhaust circuit to be reinjected into the intake circuit, said loop comprising at least one valve configured to pass from an opposed closed position the reinjection of the exhaust gases into the intake circuit at at least one open position allowing said re-injection of the exhaust gases, and a device as defined above,
  • the system being devoid of additional sensor configured to measure the rate of EGR in the engine.
  • the return loop valve may be the only valve in the system.
  • the valve of the return loop is integrated in a multi-channel type valve.
  • Said valve of the return loop can form an inlet channel of the multi-channel valve of which another inlet channel can be formed by a valve disposed in the intake circuit, upstream of the end of the return loop. opening into said intake circuit.
  • the control of the multi-channel valve can then be as mentioned above.
  • the device and / or the above system may be associated with all or some of the above features presented in connection with the method.
  • FIG. 1 schematically represents a system within which the method according to the invention can be implemented
  • FIG. 2 diagrammatically represents a variant of the system of FIG.
  • FIG. 3 represents a detail of FIG. 2 and
  • FIG. 4 is a graph showing the EGR ratio in several different systems as a function of the position of the valve of the feedback loop.
  • FIG. 1 shows a set 100 in which a determination according to the invention of the flow rate of the exhaust gases re-injected into a heat engine can be implemented.
  • This assembly 100 comprises an internal combustion engine M of a motor vehicle.
  • This engine M comprises a combustion chamber 1 having a plurality of cylinders, four in number in the example described, and it is intended to receive a mixture of oxidant and fuel.
  • the fuel is gasoline but the invention is not limited to such an example of fuel, which can also be applied to the use of diesel fuel, for example.
  • the combustion in the cylinders generates the work of the engine M.
  • the operation of the engine M is traditional: the gases are admitted into the combustion chamber 1, are compressed, burned and expelled in the form of exhaust gas.
  • This motor M has an input connected to an intake circuit 2a in the motor M and an output connected to a gas exhaust circuit 2b.
  • the intake circuit 2a in the engine M comprises in the example considered an inlet pipe 3 for the feed gas (whose flow is represented by the arrow Fl), a compressor 4 of the feed gas, which is in this case a turbocharger, and a heat exchanger 5, for cooling the gases from the compressor 4.
  • This heat exchanger 5 is commonly designated by the skilled person by its acronym “RAS”, which means “cooler charge air "; its function is indeed to cool the intake gas and in particular the air, which is said to be supercharged since it is compressed.
  • RAS the gases open into a manifold 6 for the admission of gases into the combustion chamber 1 of the engine M, the manifold 6 forming a gas inlet box in the cylinder head of the engine M.
  • the intake circuit 2a comprises a bypass 14 of the channel containing the RAS 5, the regulation of the gases between the cooled track and the uncooled track 14 being made by a valve 13 , in a manner known per se.
  • the intake circuit 2a may comprise a valve 17 comprising a throttle type shutter whose function is to adjust the gas flow rate for the regulation of the engine speed; this valve 17 is controlled by a motor control unit (typically designated by the acronym ECU which stands for Engine Control Unit in English), well known to those skilled in the art.
  • the gas exhaust circuit 2b comprises, at the outlet of the combustion chamber 1 of the engine M, a manifold 7 of the exhaust gas which is connected to a channel or channel 8 for exhausting gases.
  • the exhaust circuit 2b further comprises a turbine 10, integral in rotation with the compressor 4 of the intake gas and forming with it a turbocharger.
  • the turbine 10 is driven by the exhaust gas of the exhaust path 8, whose flow is shown schematically by the arrow F2.
  • the assembly 100 further comprises a return loop 2c allowing all or part of the exhaust gas flowing in the circuit 2b to be fed back into the engine M.
  • This return loop comprises a conduit 11 for guiding the exhaust gas. reinjected into the engine.
  • the feedback loop 2c has an input connected to the exhaust circuit 2b and by which exhaust gases from the exhaust circuit 2b are taken. The input of the feedback loop 2c may be disposed near the output of the exhaust circuit 2b.
  • the return loop 2c has in this example another end opening into the intake circuit 2a and through which exhaust gases are reinjected upstream of the engine M.
  • these exhaust gases are reintroduced into the intake circuit 2a upstream of the compressor 4.
  • the recirculation of the exhaust gases in the return loop 2c of the example of FIG. 1 is then called "low pressure" since the exhaust gas flowing in the return loop 2c are taken at the outlet of the exhaust circuit 2b downstream of the turbine 10, where they are at relatively low pressure.
  • a cooler 12 of the gases flowing in the return loop 2c can also be provided in this loop 2c.
  • the exhaust gases that do not circulate in the return loop 2c form the exhaust gas of the vehicle, whose flow is designated by the arrow F3.
  • the valve 9 is an independent valve, also called a "simple valve".
  • This valve 9 is configured to pass from a closed position in which no gas can flow in the return loop 2c to several open positions, differing in the degree of opening of the valve.
  • the valve may for example be configured to have only a predefined number of open positions, for example three or four.
  • This valve 9 comprises a flap 16.
  • the valve 9 may have a cross section less than 15 cm 2 , for example between 2 and 10 cm 2 .
  • the cooler 12 may have an effective cross section of between 1 and 5 cm 2 , for example.
  • the valve 9 is associated with a sensor 20 delivering a value of a magnitude representative of the position of the valve 9. This quantity makes it possible for example to determine the degree of opening of the valve.
  • the degree of opening of the valve 9 is in the example considered defined as:
  • the sensor 20 can communicate with a processing circuit 21, remote or not the sensor 20.
  • the processing circuit 21 is configured to determine a value of the EGR rate in the motor M and, if necessary, a value of the flow rate of exhaust gas in the return loop 2c at the valve 9 from the value delivered by the sensor for the position of the valve 9, exploiting the relationship mentioned above.
  • the sensor 20 and the processing circuit 21 can then form a device for determining the rate of EGR in the engine.
  • the processing circuit 21 can also be configured to regulate the EGR rate in the motor M, by acting on the valve 9 so that the position of the latter allows the EGR rate in the engine has a predefined value.
  • sensor 20, assembly 100 and, if appropriate, processing circuit 21, can form a system in which no additional sensor, for example disposed in the gas flow, configured to measure the gases of Exhaust circulating or having circulated in the return loop 2c is present when the EGR rate in the motor M is determined.
  • one or more flow sensors may occasionally be used in the system or be arranged in the system permanently but only occasionally activated.
  • Figure 2 is a variant of the system of Figure 1, differing only in the embodiment of the valve 9.
  • the valve 9 is integrated with a three-way valve 25 which it forms an inlet channel.
  • the three-way valve 25 further comprises another inlet channel 26 and an outlet path 27 of the gases, these gases leaving the valve 25 forming the inlet gases in the engine M whose composition varies as a function of the flow rate. gases from the inlet channels 9 and 26.
  • the inlet channel 26 here comprises a flap 17.
  • the valve 25 acts as two valves, one regulating the flow of fresh air and the other regulating the flow of fresh air. flow of the gases reinjected into the motor M via the return loop 2c.
  • the three-way valve 25 can be configured to operate according to the three modes of operation described in the application filed by the Applicant in France under number 09 06247, namely:
  • control means of the valve 25 for obtaining these three modes of operation may be those described in the aforementioned application.
  • the systems in which the measurements shown in the graph of FIG. 4 have been made have in common to include a 2L turbo gasoline engine, an air filter positioned at the level of the arrow Fl in FIGS. 1 and 2 with an equal effective section at 14 cm 2 , an effective section of the portion of the gas exhaust circuit 2b downstream of the return loop 2c of 6 cm 2 and a maximum rate of EGR equal to 20%.
  • the curve 200 corresponds to the evolution of the rate of EGR in the motor M as a function of the degree of opening of the valve 9 with a valve effective section 9 equal to 8 cm 2 and an effective section of the assembly formed by the cooler 12 and the return loop 2c equal to 4 cm 2 .
  • the curve 210 corresponds to the evolution of the EGR rate in the motor M as a function of the degree of opening of the valve 9 with a valve effective section 9 equal to 8 cm 2 and an effective section of the assembly formed by the cooler 12 and the return loop 2c equal to 3 cm 2 .
  • the curve 220 corresponds to the evolution of the rate of EGR in the motor M as a function of the degree of opening of the valve 9 with a valve effective section 9 equal to 8 cm 2 and an effective section of the assembly formed by the cooler 12 and the return loop 2c equal to 2 cm 2 .
  • the curve 230 corresponds to the evolution of the EGR rate in the motor M as a function of the degree of opening of the valve 9 with a valve effective section 9 equal to 4 cm 2 and an effective section of the assembly formed by the cooler 12 and the return loop 2c equal to 2 cm 2 .
  • the curve 240 corresponds to the evolution of the EGR rate in the motor M as a function of the degree of opening of the valve 9 with a valve effective section 9 equal to 3.5 cm 2 and an effective section of the assembly. formed by the cooler 12 and the return loop 2c equal to 2 cm 2 .
  • the curve 250 corresponds to the evolution of the rate of EGR in the motor M as a function of the degree of opening of the valve 9 with a valve effective section 9 equal to 3 cm 2 and an effective section of the assembly formed by the cooler 12 and the return loop 2c equal to 2 cm 2 .
  • the curve 260 corresponds to the evolution of the rate of EGR in the motor M as a function of the degree of opening of the valve 9 with a valve effective section 9 equal to 2.5 cm 2 and an effective section of the assembly. formed by the cooler 12 and the return loop 2c equal to 2 cm 2 .
  • the curve 270 corresponds to the evolution of the rate of EGR in the motor M as a function of the degree of opening of the valve 9 with a valve effective section 9 equal to 8 cm 2 and an effective section of the assembly formed by the cooler 12 and the return loop 2c equal to 1 cm 2 .
  • valve 9 of each system can be controlled to occupy open positions corresponding to said EGR rate values.
  • the curves of FIG. 4 also make it possible to observe that certain values of EGR levels can only be obtained after sizing certain components of the assembly 100.
  • a 25% EGR level can not be obtained, whatever the position of the valve 9, that if the effective cross section of the assembly formed by the cooler 12 and the return loop 2c is at least equal to 2 cm 2 .
  • the curve 260 shows that the limit values of the effective section of the valve 9 and of the assembly formed by the cooler 12 and the return loop 2c are 2.5 cm 2 and 2 respectively. cm 2 .

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Abstract

Procédé de détermination du taux d'EGR dans un moteur (M) d'un ensemble (100) comprenant: - ledit moteur, étant un moteur thermique (M) de véhicule ayant une entrée reliée à un circuit d'admission (2a) et une sortie reliée à un circuit d'échappement de gaz (2b) et, - une boucle de retour (2c) permettant à tout ou partie des gaz d'échappement circulant dans le circuit d'échappement de gaz (2b) d'être réinjectés dans le circuit d'admission (2a), ladite boucle (2c) comprenant au moins une vanne (9) configurée pour passer d'une position fermée s'opposant à la réinjection des gaz d'échappement dans le circuit d'admission (2a) à au moins une position ouverte permettant ladite réinjection des gaz d'échappement, procédé dans lequel on détermine à partir d'une grandeur représentative de la position de la vanne (9) le taux d'EGR dans le moteur (M).

Description

Estimation du taux d'EGR dans un moteur thermique de véhicule
La présente invention concerne la mesure et la régulation du taux d'ERG (« recyclage des gaz d échappement »), encore appelé taux d'EGR (« exhaust gas recirculation » en anglais) dans un moteur thermique dont l'entrée est réliée à un circuit d'admission et dont la sortie est réliée à un circuit d'échappement de gaz. Ce taux d'EGR correspond à la proportion des gaz d'échappement présents dans les gaz d'admission entrant dans le moteur.
Un tel procédé de recirculation de gaz d'échappement est déjà décrit dans la demande déposée par la Demanderesse en France sous le numéro 09 06247.
La mesure du taux d'EGR est souhaitable pour assurer une bonne régulation du procédé de recirculation des gaz d'échappement.
Il est connu pour des moteurs thermiques diesel de déterminer le taux d'EGR en disposant un débimètre d'air dans le circuit d'admission en amont de la sortie de la boucle de retour et, par comparaison avec le débit de gaz entrant dans le moteur, d'en déduire le débit des gaz d'échappement circulant dans la boucle de retour et ainsi le taux d'EGR. Dans toute la demande, les termes « amont » et « aval » sont déterminés par rapport au sens de circulation des gaz.
Il est également connu pour des moteurs thermiques à essence de déterminer le taux d'EGR en mesurant une différence de pression dans la boucle de retour entre l'amont et l'aval d'une vanne de la boucle de retour, la position de cette vanne permettant ou non la circulation des gaz d'échappement dans la boucle.
De telles solutions sont onéreuses et/ou difficiles à mettre en œuvre. Le pH des gaz d'échappement réinjectés et/ou leur température peuvent par exemple affecter l'intégrité du ou des capteurs utilisés pour la détermination du taux d'EGR.
Les documents US 2002/ 1 00463 , EP 1 529 952, US 2009/0112445, US 2007/0119434 et EP 1 681 455 enseignent de déterminer le taux d'EGR à l'aide de plusieurs capteurs en même temps, notamment des débitmètres.
Il existe un besoin pour permettre de déterminer le taux d'EGR dans un moteur thermique de véhicule tout en remédiant aux inconvénients précités.
L'invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l'un de ses aspects, à l'aide d'un procédé de détermination du taux d'EGR dans un moteur d'un ensemble comprenant :
ledit moteur, étant un moteur thermique de véhicule ayant une entrée reliée à un circuit d'admission et une sortie reliée à un circuit d'échappement de gaz et, une boucle de retour permettant à tout ou partie des gaz d'échappement circulant dans le circuit d'échappement de gaz d'être réinjectés dans le circuit d'admission, ladite boucle comprenant au moins une vanne configurée pour passer d'une position fermée s'opposant à la réinjection des gaz d'échappement dans le circuit d'admission à au moins une position ouverte permettant ladite réinjection des gaz d'échappement, procédé dans lequel on détermine à partir d'une grandeur représentative de la position de la vanne le taux d'EGR dans le moteur.
Cette détermination peut être effectuée uniquement à l ' aide de la grandeur représentative de la position de la vanne.
Grâce à l'aspect de l'invention ci-dessus, la détermination du taux d'EGR s'obtient grâce à la position de la vanne. L'inventeur a en effet constaté que pour un ensemble donné avec les composants ci-dessus, et connaissant des propriétés, telles que la perméabilité, de la portion du circuit d'admission en amont de la boucle de retour et des propriétés, telles que la perméabilité, de la portion du circuit d'échappement des gaz en aval de la boucle de retour, la position de la vanne de la boucle de retour peut être reliée, à un intervalle de tolérance près, au taux d'EGR dans le moteur.
La position de la vanne peut permettre de déterminer à 1 à 2% près le taux d'EGR. En outre, le coût et le temps de réglage permettant de déterminer ce taux peuvent être réduits grâce à l'invention. Des calculateurs classiques peuvent par exemple être utilisés pour cette détermination, sans qu'il soit nécessaire de recourir à des calculateurs plus complexes et/ou plus coûteux.
Au sens de la présente invention, on désigne par « vanne » tout interrupteur déplaçable entre une position fermée et au moins une position ouverte permettant ou non, selon qu'il est en position ouverte ou fermé, à des gaz de s'écouler et de régler le débit d'écoulement.
La position de la vanne peut correspondre au degré d'ouverture de celle-ci. La vanne comporte par exemple un volet et le degré d'ouverture de la vanne peut correspondre à la valeur de l'angle défini entre le volet et une direction de référence.
Le procédé peut comporter l'étape selon laquelle on détermine à partir de la position de la vanne et/ou du taux d'EGR dans le moteur le débit des gaz d'échappement dans la boucle de retour au niveau de la vanne.
Le débit des gaz d'échappement dans la boucle de retour peut être constant dans cette boucle, notamment en amont et en aval de la vanne. La boucle de retour présente par exemple une section constante. Le moteur thermique peut être un moteur thermique à combustion interne. Il s'agit par exemple d'un moteur à essence ou d'un moteur diesel.
En variante, il peut s'agir d'un moteur polycarburant. Le moteur peut fonctionner avec du « flex-fuel », du biocarburant ou du gpl.
La vanne de la boucle de retour peut avoir une section efficace inférieure à 20 cm2, notamment inférieure à 15 cm2, étant notamment comprise entre 2 et 10 cm2.
Ladite vanne peut être configurée pour être déplacée dans un nombre fini de positions ouvertes. Le moteur est par exemple prévu pour fonctionner avec un nombre fini de taux d'EGR et chaque position ouverte de la vanne correspond à une de ces valeurs du taux d'EGR. En plus de la position fermée, la vanne est par exemple déplaçable uniquement dans trois positions ouvertes correspondant respectivement à 10, 15 et 20 % de taux d'EGR. Le passage de la vanne de la position fermée à l'une des positions ouvertes peut résulter d'une programmation préalable d'un système d'actionnement de la valve.
En variante, la vanne peut être configurée pour être déplacée dans un nombre infini de positions ouvertes, c'est-à-dire dans toute position entre la position fermée et la position dans laquelle l'ouverture de la vanne est maximale.
Lors de la détermination du taux d'EGR dans le moteur et, le cas échéant, du débit des gaz d'échappement circulant dans la boucle de retour selon le procédé ci-dessus, la boucle de retour et/ou le circuit d'admission peu(ven)t être dépourvu(s) de capteur additionnel, notamment disposé dans le flux gazeux, et délivrant une grandeur représentative du taux d'EGR dans le moteur et/ou du débit des gaz d'échappement circulant ou ayant circulé dans la boucle de retour.
Toutefois, le cas échéant, la mise en œuvre du procédé ci-dessus pour déterminer le taux d'EGR dans le moteur peut être précédée d'une étape d'établissement de la relation entre le taux d'EGR dans le moteur et la position de la vanne de la boucle de retour ou entre le taux d'EGR dans le moteur et la grandeur représentative de la position de ladite vanne.
Cette étape d'établissement peut être réalisée analytiquement en connaissant des propriétés des portions du circuit d'admission et du circuit d'échappement de gaz mentionnées ci-dessus ou à l'aide d'un capteur de débit selon l'art antérieur. Ces propriétés sont par exemple la perméabilité de la portion du circuit d'admission en amont de la boucle de retour et la perméabilité de la portion du circuit d'échappement des gaz en aval de la boucle de retour. On utilise par exemple les valeurs de section efficace de ces portions.
Pour effectuer cette étape préalable d'établissement, un capteur de débit est par exemple disposé dans la boucle de retour et on relève à l'aide de ce capteur le débit des gaz d'échappement dans la boucle de retour pour différentes positions de la vanne. On obtient ainsi une relation entre le débit de gaz d'échappement dans la boucle de retour et la position de la vanne. Cette relation permettra, ultérieurement, de connaître le taux d'EGR dans le moteur dès lors que l'on connaîtra la position de la vanne dans la boucle de retour.
Une fois cette étape d'établissement effectuée et la relation entre le taux d'EGR dans le moteur et la position de la vanne dans la boucle de retour (ou la grandeur représentative de la position de ladite vanne) établie, la connaissance de la position de la vanne de la boucle de retour (ou de sa grandeur représentative) peut suffire pour connaître le taux d'EGR dans le moteur. En conséquence, lorsqu'un ou plusieurs capteurs de débit sont utilisés lors de l'étape d'établissement, ces derniers peuvent ensuite être enlevés ou désactivés et la détermination du taux d'EGR lorsque le procédé est mis en œuvre peut se faire en n'utilisant que la position de la vanne. Lorsque le procédé est mis en œuvre, le taux d'EGR dans le moteur peut ainsi être exclusivement déterminé à l'aide de la connaissance de la position de la vanne dans la boucle de retour.
Le cas échéant, lorsque le procédé est mis en œuvre, au moins un capteur permettant de mesurer le débit des gaz d'échappement dans la boucle de retour tel qu'un débitmètre ou un capteur de pression peut être sélectivement utilisé pour obtenir une valeur du taux d'EGR dans le moteur autrement que par mesure de la position de la vanne pour évaluer la dérive des résultats de taux d'EGR déterminés à l'aide de la position de la vanne de la boucle de retour.
Ce capteur peut être présent en permanence et n'être activé que sélectivement, à intervalle fixe ou non. En variante, ce capteur n'est introduit dans l'ensemble que lorsque l'on cherche à évaluer la dérive mentionnée ci-dessus.
La vanne de la boucle de retour est par exemple une vanne indépendante encore appelée « vanne simple ». En variante, la vanne de la boucle de retour peut former une voie d'entrée d'une vanne multivoie, par exemple d'une vanne « trois voies », dont une autre voie d'entrée est formée par une vanne disposée dans le circuit d'admission de l'ensemble en amont de l'extrémité de la boucle de retour débouchant dans ledit circuit. La voie de sortie de cette vanne multivoie peut communiquer avec l'entrée du moteur. Les vannes formant les voies d'entrée de la vanne multivoie peuvent être de type papillon.
Le cas échéant, les vannes ci-dessus formant les deux voies d'entrée de la vanne multivoie peuvent être commandées en position(s) ouverte(s) ou fermée(s) selon l'enseignement de la demande déposée par la Demanderesse en France sous le numéro 09 06247. Le circuit d'échappement des gaz peut comprendre une turbine et le circuit d'admission peut comprendre des moyens de compression tels qu'un compresseur ou un turbocompresseur. Les moyens de compression et la turbine peuvent être solidaires.
L'invention peut être mise en œuvre pour mesurer le taux d'EGR dans un moteur avec une boucle de retour en « basse pression », c'est-à-dire que l'entrée dans le circuit d'échappement des gaz de la boucle de retour est disposée en aval de la turbine et que l'extrémité par laquelle la boucle de retour débouche dans le circuit d'admission est disposée en amont des moyens de compression.
L'invention peut en variante être mise en œuvre pour mesurer le taux d'EGR dans un moteur avec une boucle de retour en « haute pression », c'est-à-dire que l'entrée dans le circuit d'échappement des gaz de la boucle de retour est disposée en amont de la turbine et que l'extrémité par laquelle la boucle de retour débouche dans le circuit d'admission est disposée en aval des moyens de compression.
La boucle de retour peut comprendre un refroidisseur.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de régulation du taux d'EGR dans un moteur d'un ensemble comprenant ledit moteur, ce dernier étant un moteur thermique de véhicule ayant une entrée reliée à un circuit d'admission et une sortie reliée à un circuit d'échappement de gaz, et une boucle de retour permettant à tout ou partie des gaz d'échappement circulant dans le circuit d'échappement de gaz d'être réinjectés dans le circuit d'admission, ladite boucle comprenant au moins une vanne configurée pour passer d'une position fermée s'opposant à la réinjection des gaz d'échappement dans le circuit d'admission à au moins une position ouverte permettant ladite réinjection des gaz d'échappement,
procédé dans lequel :
- on détermine le taux d'EGR dans le moteur à l'aide du procédé ci-dessus et,
on agit sur la position de la vanne de manière à ce que ledit taux déterminé corresponde à une valeur prédéfinie.
L'aspect de l'invention ci-dessus permet de réguler de façon simple, efficace et peu coûteuse le taux d'EGR dans le moteur autour d'une valeur prédéfinie.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un dispositif de détermination du taux d'EGR dans un moteur d'un ensemble comprenant :
ledit moteur, étant un moteur thermique de véhicule ayant une entrée reliée à un circuit d'admission et une sortie reliée à un circuit d'échappement de gaz, et une boucle de retour permettant à tout ou partie des gaz d'échappement circulant dans le circuit d'échappement de gaz d'être réinjectés dans le circuit d'admission, ladite boucle comprenant au moins une vanne configurée pour passer d'une position fermée s'opposant à la réinjection des gaz d'échappement dans le circuit d'admission à au moins une position ouverte permettant ladite réinjection des gaz d'échappement, le dispositif comprenant :
un capteur délivrant une valeur d'une grandeur représentative de la position de la vanne et,
un circuit de traitement permettant de déterminer une valeur du taux d'EGR dans le moteur sur la base de la valeur délivrée par le capteur.
Similairement à ce qui a été indiqué ci-dessus, cette détermination peut être effectuée uniquement à l'aide de la grandeur représentative de la position de la vanne.
Le circuit de traitement peut être configuré pour établir analytiquement la relation entre la valeur délivrée par le capteur de la grandeur représentative de la position de la vanne et le taux d'EGR dans le moteur grâce à des propriétés des portions du circuit d'admission et du circuit d'échappement de gaz, comme mentionné ci-dessus.
En variante ou en combinaison, un capteur de débit peut être utilisé pour déterminer la relation entre la grandeur représentative de la position de la vanne et le taux d'EGR dans le moteur. Après que cette relation a été établie, ce capteur de débit peut être désactivé ou ôté.
Le circuit de traitement peut également permettre de déterminer le débit des gaz d'échappement dans la boucle de retour au niveau de la vanne de cette boucle de retour.
Le capteur et le circuit de traitement peuvent être des composants distincts. En variante, ils peuvent être regroupés au sein d'un même boîtier, le dispositif étant alors réalisé d'un seul tenant.
La grandeur représentative de la position de la vanne peut être toute grandeur électrique délivrée par le capteur et image de la position de la vanne. En variante, la grandeur représentative de la position de la vanne est la position de la vanne elle-même.
La position de la vanne correspond par exemple au degré d'ouverture de la vanne, mesuré par exemple comme étant l'angle défini entre un volet de la vanne et une direction de référence.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un système comprenant :
un ensemble comprenant un moteur thermique de véhicule ayant une entrée reliée à un circuit d'admission et une sortie reliée à un circuit d'échappement de gaz, et une boucle de retour permettant à tout ou partie des gaz d'échappement circulant dans le circuit d'échappement de gaz d'être réinjectés dans le circuit d'admission, ladite boucle comprenant au moins une vanne configurée pour passer d'une position fermée s'opposant à la réinjection des gaz d'échappement dans le circuit d'admission à au moins une position ouverte permettant ladite réinjection des gaz d'échappement, et un dispositif tel que défini ci-dessus,
le système étant dépourvu de capteur additionnel configuré pour mesurer le taux d'EGR dans le moteur.
La vanne de la boucle de retour peut être la seule vanne du système. Dans une variante, la vanne de la boucle de retour est intégrée à une vanne de type multivoie. Ladite vanne de la boucle de retour peut former une voie d'entrée de la vanne multivoie dont une autre voie d'entrée peut être formée par une vanne disposée dans le circuit d'admission, en amont de l'extrémité de la boucle de retour débouchant dans ledit circuit d'admission. La commande de la vanne multivoie peut alors être telle que mentionnée ci-dessus.
Le dispositif et/ou le système ci-dessus peuvent être associés avec tout ou partie des caractéristiques ci-dessus présentées en rapport avec le procédé.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci et à l'examen du dessin annexé sur lequel :
- la figure 1 représente de façon schématique un système au sein duquel peut être mis en œuvre le procédé selon l'invention,
la figure 2 représente de façon schéma schématique une variante du système de la figure 1,
la figure 3 représente un détail de la figure 2 et,
- la figure 4 est un graphe représentant le taux d'EGR dans plusieurs systèmes différents en fonction de la position de la vanne de la boucle de retour.
On a représenté à la figure 1 un ensemble 100 dans lequel peut être mise en œuvre une détermination selon l'invention du débit des gaz d'échappement réinjectés dans un moteur thermique. Cet ensemble 100 comprend un moteur thermique M à combustion interne de véhicule automobile. Ce moteur M comporte une chambre de combustion 1 comportant une pluralité de cylindres, au nombre de quatre dans l'exemple décrit, et elle est destinée à recevoir un mélange de comburant et de carburant. Dans l'exemple décrit le carburant est de l'essence mais l'invention n'est pas limitée à un tel exemple de carburant, pouvant aussi s'appliquer à l'emploi de diesel comme carburant, par exemple. La combustion dans les cylindres génère le travail du moteur M. Le fonctionnement du moteur M est classique : les gaz sont admis dans la chambre de combustion 1 , y sont comprimés, brûlés puis expulsés sous forme de gaz d'échappement.
Ce moteur M a une entrée reliée à un circuit d'admission 2a dans le moteur M et une sortie reliée à un circuit d'échappement de gaz 2b.
Le circuit d'admission 2a dans le moteur M comporte dans l'exemple considéré une canalisation 3 d'admission pour les gaz d'alimentation (dont le flux est représenté par la flèche Fl), un compresseur 4 des gaz d'alimentation, qui est en l'espèce un turbocompresseur, et un échangeur de chaleur 5, permettant le refroidissement des gaz issus du compresseur 4. Cet échangeur de chaleur 5 est communément désigné par l'homme du métier par son acronyme "RAS", qui signifie "refroidisseur d'air de suralimentation"; sa fonction est en effet de refroidir les gaz d'admission et en particulier l'air, dont on dit qu'il est suralimenté puisqu'il est comprimé. En sortie du RAS 5, les gaz débouchent dans un collecteur 6 d'admission des gaz dans la chambre de combustion 1 du moteur M, le collecteur 6 formant une boîte d'entrée des gaz dans la culasse du moteur M.
Dans l'exemple décrit, mais de façon non limitative, le circuit d'admission 2a comporte une dérivation 14 de la voie contenant le RAS 5, la régulation des gaz entre la voie refroidie et la voie non refroidie 14 étant faite par une vanne 13, de manière connue en soi. En amont du collecteur 6 d'admission des gaz dans le moteur M, le circuit d'admission 2a peut comporter une vanne 17 comportant un obturateur de type papillon dont la fonction est de régler le débit de gaz pour la régulation du régime moteur ; cette vanne 17 est commandée par une unité de contrôle du moteur (typiquement désignée par l'acronyme ECU qui signifie Engine Control Unit en anglais), bien connue de l'homme du métier.
Le circuit 2b d'échappement de gaz comporte, en sortie de la chambre de combustion 1 du moteur M, un collecteur 7 des gaz d'échappement qui est relié à une voie ou canalisation 8 d'échappement des gaz. Le circuit d'échappement 2b comporte par ailleurs une turbine 10, solidaire en rotation du compresseur 4 des gaz d'admission et formant avec lui un turbocompresseur. La turbine 10 est entraînée par les gaz d'échappement de la voie d'échappement 8, dont le flux est schématisé par la flèche F2.
L'ensemble 100 comprend encore une boucle de retour 2c permettant à tout ou partie des gaz d'échappement circulant dans le circuit 2b d'être réinjectés dans le moteur M. Cette boucle de retour comporte une canalisation 11 de guidage des gaz d'échappement réinjectés dans le moteur. La boucle de retour 2c possède une entrée reliée au circuit d'échappement 2b et par laquelle des gaz d'échappement du circuit d'échappement 2b sont prélevés. L'entrée de la boucle de retour 2c peut être disposée à proximité de la sortie du circuit d'échappement 2b.
La boucle de retour 2c présente dans l'exemple considéré une autre extrémité débouchant dans le circuit d'admission 2a et par laquelle des gaz d'échappement sont réinjectés en amont du moteur M.
Dans l'exemple de la figure 1, ces gaz d'échappement sont réintroduits dans le circuit d'admission 2a en amont du compresseur 4. La recirculation des gaz d'échappement dans la boucle de retour 2c de l'exemple de la figure 1 est alors dite « basse pression » puisque les gaz d'échappement circulant dans cette boucle de retour 2c sont prélevés en sortie du circuit d'échappement 2b en aval de la turbine 10, où ils sont à relativement basse pression.
Un refroidisseur 12 des gaz circulant dans la boucle de retour 2c peut également être prévu dans cette boucle 2c. Les gaz d'échappement qui ne circulent pas dans la boucle de retour 2c forment les gaz d'échappement du véhicule, dont le flux est désigné par la flèche F3.
Dans l'exemple de la figure 1, la vanne 9 est une vanne indépendante, encore appelée « vanne simple ». Cette vanne 9 est configurée pour passer d'une position fermée dans laquelle aucun gaz ne peut circuler dans la boucle de retour 2c à plusieurs positions ouvertes, différant par le degré d'ouverture de la vanne. La vanne peut par exemple être configurée pour ne présenter qu'un nombre prédéfini de positions ouvertes, par exemple trois ou quatre. Cette vanne 9 comporte un volet 16.
La vanne 9 peut présenter une section efficace inférieure à 15 cm2, par exemple comprise entre 2 et 10 cm2. Le refroidisseur 12 peut présenter une section efficace comprise entre 1 et 5 cm2, par exemple.
La vanne 9 est associée à un capteur 20 délivrant une valeur d'une grandeur représentative de la position de la vanne 9. Cette grandeur permet par exemple de déterminer le degré d'ouverture de la vanne. Le degré d'ouverture de la vanne 9 est dans l'exemple considéré défini comme :
- étant égal à 0, lorsque la vanne 9 est fermée et que le volet 16 est parallèle à une direction de référence et,
- étant égal à 90°, lorsque la vanne 9 est en position d'ouverture maximale, le volet 16 étant alors perpendiculaire à la direction de référence et sensiblement parallèle à la direction du flux gazeux traversant la vanne 9.
Pour un ensemble 100 donné, avec un moteur M donné et une boucle de retour 2c donnée, connaissant des propriétés, telles que la perméabilité, de la portion du circuit d'admission 2a en amont de la boucle de retour et des propriétés, telles que la perméabilité, de la portion du circuit d'échappement de gaz 2b en aval de la boucle de retour, une relation peut être établie entre la position de la vanne 9 et le taux d'EGR dans le moteur M.
Le capteur 20 peut communiquer avec un circuit de traitement 21 , distant ou non du capteur 20. Le circuit de traitement 21 est configuré pour déterminer une valeur du taux d' EGR dans le moteur M et, le cas échéant, une valeur du débit des gaz d'échappement dans la boucle de retour 2c au niveau de la vanne 9 à partir de la valeur délivrée par le capteur pour la position de la vanne 9, en exploitant la relation mentionnée ci-dessus. Le capteur 20 et le circuit de traitement 21 peuvent alors former un dispositif de détermination du taux d'EGR dans le moteur.
Lorsque le capteur 20 et le circuit de traitement 21 sont distants, ces derniers peuvent communiquer par tout type de liaison, filaire ou non. Le circuit de traitement 21 peut également être configuré pour effectuer une régulation du taux d'EGR dans le moteur M, en agissant sur la vanne 9 de manière à ce que la position de celle-ci permette que le taux d'EGR dans le moteur ait une valeur prédéfinie.
Comme on peut le voir sur la figure 1, capteur 20, ensemble 100, et le cas échéant circuit de traitement 21, peuvent former un système au sein duquel aucun capteur additionnel, par exemple disposé dans le flux gazeux, configuré pour mesurer les gaz d'échappement circulant ou ayant circulé dans la boucle de retour 2c n'est présent lorsque le taux d'EGR dans le moteur M est déterminé.
Toutefois, pour des besoins d'établissement de la relation entre position de la vanne 9 et taux d'EGR dans le moteur M et/ou pour des besoins d'étude de la dérive du capteur 20, un ou plusieurs capteurs de débit peuvent ponctuellement être utilisés dans le système ou être disposés dans ce dernier en permanence mais n'être que ponctuellement activés.
La figure 2 est une variante du système de la figure 1 , n'en différant que par la réalisation de la vanne 9. Dans cet exemple, la vanne 9 est intégrée à une vanne trois voies 25 dont elle forme une voie d'entrée. La vanne trois voies 25 comporte en outre une autre voie d'entrée 26 et une voie de sortie 27 des gaz, ces gaz en sortie de la vanne 25 formant les gaz d'admission dans le moteur M dont la composition varie en fonction du débit des gaz issus des voies d'entrée 9 et 26.
La voie d'entrée 26 comprend ici un volet 17. Comme on peut le voir sur la figure 3, la vanne 25 joue le rôle de deux vannes, l'une 26 régulant le débit d'air frais et l'autre 9 régulant le débit des gaz réinjectés dans le moteur M via la boucle de retour 2c. La vanne trois voies 25 peut être configurée pour fonctionner selon les trois modes de fonctionnement décrits dans la demande déposée par la Demanderesse en France sous le numéro 09 06247, à savoir :
un mode de fonctionnement dans lequel le volet 17 est entraîné en ouverture ou en fermeture alors que le volet 16 est immobile et fermé,
un mode de fonctionnement dans lequel les deux volets 16 et 17 sont fermés et, un mode de fonctionnement dans lequel l'ouverture ou la fermeture des volets 16 et 17 est concomitante.
Les moyens de commande de la vanne 25 permettant l'obtention de ces trois modes de fonctionnement peuvent être ceux décrits dans la demande mentionnée ci-dessus.
On va maintenant décrire en référence à la figure 4 un graphique montrant le lien entre le taux d'EGR réinjectés dans le moteur et la position de la vanne 9 pour différents systèmes.
Les systèmes dans lesquels les mesures figurant dans le graphique de la figure 4 ont été faites ont en commun de comprendre un moteur 2L turbo essence, un filtre à air positionné au niveau de la flèche Fl sur les figures 1 et 2 avec une section efficace égale à 14 cm2, une section efficace de la portion du circuit d'échappement des gaz 2b en aval de la boucle de retour 2c de 6 cm2 et un taux maximal d'EGR égal à 20%.
La courbe 200 correspond à l'évolution du taux d'EGR dans le moteur M en fonction du degré d'ouverture de la vanne 9 avec une section efficace de vanne 9 égale à 8 cm2 et une section efficace de l'ensemble formé par le refroidisseur 12 et la boucle de retour 2c égale à 4 cm2.
La courbe 210 correspond à l'évolution du taux d'EGR dans le moteur M en fonction du degré d'ouverture de la vanne 9 avec une section efficace de vanne 9 égale à 8 cm2 et une section efficace de l'ensemble formé par le refroidisseur 12 et la boucle de retour 2c égale à 3 cm2.
La courbe 220 correspond à l'évolution du taux d'EGR dans le moteur M en fonction du degré d'ouverture de la vanne 9 avec une section efficace de vanne 9 égale à 8 cm2 et une section efficace de l'ensemble formé par le refroidisseur 12 et la boucle de retour 2c égale à 2 cm2.
La courbe 230 correspond à l'évolution du taux d'EGR dans le moteur M en fonction du degré d'ouverture de la vanne 9 avec une section efficace de vanne 9 égale à 4 cm2 et une section efficace de l'ensemble formé par le refroidisseur 12 et la boucle de retour 2c égale à 2 cm2. La courbe 240 correspond à l'évolution du taux d'EGR dans le moteur M en fonction du degré d'ouverture de la vanne 9 avec une section efficace de vanne 9 égale à 3,5 cm2 et une section efficace de l'ensemble formé par le refroidisseur 12 et la boucle de retour 2c égale à 2 cm2.
La courbe 250 correspond à l'évolution du taux d'EGR dans le moteur M en fonction du degré d'ouverture de la vanne 9 avec une section efficace de vanne 9 égale à 3 cm2 et une section efficace de l'ensemble formé par le refroidisseur 12 et la boucle de retour 2c égale à 2 cm2.
La courbe 260 correspond à l'évolution du taux d'EGR dans le moteur M en fonction du degré d'ouverture de la vanne 9 avec une section efficace de vanne 9 égale à 2,5 cm2 et une section efficace de l'ensemble formé par le refroidisseur 12 et la boucle de retour 2c égale à 2 cm2.
La courbe 270 correspond à l'évolution du taux d'EGR dans le moteur M en fonction du degré d'ouverture de la vanne 9 avec une section efficace de vanne 9 égale à 8 cm2 et une section efficace de l'ensemble formé par le refroidisseur 12 et la boucle de retour 2c égale à 1 cm2.
Comme on peut le voir sur la figure 4, pour chaque système correspondant à l'une des courbes 200 à 270, une relation existe entre le degré d'ouverture de la vanne 9 et le taux d'EGR dans le moteur M.
Lorsque le moteur M ne fonctionne qu'avec un nombre fini de taux d'EGR, par exemple qu'avec des taux d'EGR égaux à 10, 15 et 20%, la vanne 9 de chaque système peut être commandée pour n'occuper que les positions ouvertes correspondant auxdites valeurs de taux d'EGR.
Les courbes de la figure 4 permettent également de constater que certaines valeurs de taux d'EGR ne peuvent être obtenues qu'après dimensionnement de certains composants de l'ensemble 100.
Pour une vanne 9 ayant une section efficace de 8 cm2, ce qui correspond aux courbes 270, 220, 210 et 200, un taux d'EGR de 25% ne peut être obtenu, quelle que soit la position de la vanne 9, que si la section efficace de l'ensemble formé par le refroidisseur 12 et la boucle de retour 2c est au moins égale à 2 cm2.
Pour obtenir un tel taux d'EGR, la courbe 260 montre que les valeurs limites de section efficace de vanne 9 et de l'ensemble formé par le refroidisseur 12 et la boucle de retour 2c sont respectivement de 2,5 cm2 et de 2 cm2. On peut néanmoins préférer retenir comme valeurs de section efficace de la vanne 9 et de l'ensemble formé par le refroidisseur 12 et la boucle de retour 2c respectivement la valeur de 6 cm2 et de 2,5 cm2.
L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.
L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de l'expression « comportant au moins un », sauf lorsque le contraire est spécifié.

Claims

Revendications
1. Procédé de détermination du taux d'EGR dans un moteur (M) d'un ensemble (100) comprenant :
- ledit moteur, étant un moteur thermique (M) de véhicule ayant une entrée reliée à un circuit d'admission (2a) et une sortie reliée à un circuit d'échappement de gaz (2b) et,
- une boucle de retour (2c) permettant à tout ou partie des gaz d'échappement circulant dans le circuit d'échappement de gaz (2b) d'être réinjectés dans le circuit d'admission (2a), ladite boucle (2c) comprenant au moins une vanne (9) configurée pour passer d'une position fermée s'opposant à la réinjection des gaz d'échappement dans le circuit d'admission (2a) à au moins une position ouverte permettant ladite réinjection des gaz d'échappement, procédé dans lequel on détermine le taux d'EGR dans le moteur (M) uniquement à partir d'une grandeur représentative de la position de la vanne (9).
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on détermine à partir de la position de la vanne (9) et/ou du taux d'EGR le débit des gaz d'échappement dans la boucle de retour (2c) au niveau de la vanne (9).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la relation entre la position de la vanne (9) et le taux d'EGR dans le moteur (M) a été préalablement établie à l'aide de la valeur de la section efficace de la portion du circuit d'admission (2a) en amont de la boucle de retour (2c) et de la valeur de la section efficace de la portion du circuit d'échappement de gaz (2b) en aval de la boucle de retour (2c) ou à l'aide d'un capteur de débit disposé dans la boucle de retour (2 c).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le moteur thermique est un moteur à essence.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le moteur thermique est un moteur diesel.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la vanne (9) a une section efficace inférieure à 20 cm2.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la vanne (9) est configurée pour être déplacée dans un nombre fini de positions ouvertes.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la boucle de retour (2c) et/ou le circuit d'admission (2a) est dépourvu de capteur disposé dans le flux gazeux et délivrant une grandeur représentative du taux d'EGR dans le moteur (M) et/ou du débit des gaz d'échappement circulant ou ayant circulé dans la boucle de retour (2c).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel on utilise sélectivement au moins un capteur permettant de mesurer le débit des gaz d'échappement circulant ou ayant circulé dans la boucle de retour (2c) pour obtenir une valeur du taux d'EGR dans le moteur (M) autrement qu'à l'aide de la position de la vanne (9).
10. Procédé de régulation du taux d'EGR dans un moteur d'un ensemble (100) comprenant ledit moteur, étant un moteur thermique (M) de véhicule ayant une entrée reliée à un circuit d'admission (2a) et une sortie reliée à un circuit d'échappement de gaz (2b), et une boucle de retour (2c) permettant à tout ou partie des gaz d'échappement circulant dans le circuit d'échappement de gaz (2b) d'être réinjectés dans le circuit d'admission (2a), ladite boucle (2c) comprenant au moins une vanne (9) configurée pour passer d'une position fermée s'opposant à la réinjection des gaz d'échappement dans le circuit d'admission (2a) à au moins une position ouverte permettant ladite réinjection des gaz d'échappement,
procédé dans lequel :
on détermine le taux d'EGR dans le moteur (M) à l'aide du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes et,
on agit sur la position de la vanne (9) de manière à ce que ledit taux déterminé corresponde à une valeur prédéfinie.
11. Dispositif (22) de détermination du taux d'EGR dans un moteur (M) d'un ensemble (100) comprenant :
- ledit moteur (M), étant un moteur thermique (M) de véhicule ayant une entrée reliée à un circuit d'admission (2a) et une sortie reliée à un circuit d'échappement de gaz (2b), et
- une boucle de retour (2c) permettant à tout ou partie des gaz d'échappement circulant dans le circuit d'échappement de gaz (2b) d'être réinjectés dans le circuit d'admission (2a), ladite boucle (2c) comprenant au moins une vanne (9) configurée pour passer d'une position fermée s'opposant à la réinjection des gaz d'échappement dans le circuit d'admission (2a) à au moins une position ouverte permettant ladite réinjection des gaz d'échappement,
le dispositif (22) comprenant :
- un capteur (20) délivrant une valeur d'une grandeur représentative de la position de la vanne (9) et,
- un circuit de traitement (21) permettant de déterminer une valeur du taux d'EGR dans le moteur (M) uniquement à partir de la valeur délivrée par le capteur (20).
12. Système, comprenant :
- un ensemble (100) comprenant un moteur thermique (M) de véhicule ayant une entrée reliée à un circuit d'admission (2a) et une sortie reliée à un circuit d'échappement de gaz (2b), et une boucle de retour (2c) permettant à tout ou partie des gaz d'échappement circulant dans le circuit d'échappement de gaz (2b) d'être réinjectés dans le circuit d'admission (2a), ladite boucle (2c) comprenant au moins une vanne (9) configurée pour passer d'une position fermée s'opposant à la réinjection des gaz d'échappement dans le circuit d'admission (2a) à au moins une position ouverte permettant ladite réinjection des gaz d'échappement, et
- un dispositif (22) selon la revendication 11,
le système étant dépourvu de capteur additionnel configuré pour mesurer le taux d'EGR dans le moteur (M).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3011073A1 (fr) * 2013-09-26 2015-03-27 Valeo Sys Controle Moteur Sas Procede de determination du taux d’egr dans un moteur thermique

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02161161A (ja) * 1988-12-12 1990-06-21 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気還流量制御装置
US20020100463A1 (en) 2001-01-31 2002-08-01 Jaliwala Salim A. System and method for estimating EGR mass flow and EGR fraction
EP1529952A2 (fr) 2003-11-07 2005-05-11 Hitachi, Ltd. Système électronique de commande de recirculation des gaz d'échappement
EP1681455A1 (fr) 2003-10-23 2006-07-19 Hitachi, Ltd. Dispositif de recirculation des gaz d'echappement pour moteur a combustion interne
EP1870584A2 (fr) * 2006-06-22 2007-12-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositif de recyclage des gaz d'échappement dans un moteur à combustion interne et son procédé de commande
FR2915239A1 (fr) * 2007-04-17 2008-10-24 Renault Sas Procede d'estimation et systeme de controle du taux d'egr sur un moteur equipe de deux collecteurs d'admission, d'un volet de swirl en amont du collecteur sans egr et d'un volet d'admission en amont du collecteur avec egr.
US20090112445A1 (en) 2007-10-30 2009-04-30 Cummins, Inc. System and Method for Estimating NOx Produced by an Internal Combustion Engine
US20110112744A1 (en) * 2009-09-11 2011-05-12 Alex Grossmann Actuating device, controller for operating the actuating device and method for operating an actuating device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02161161A (ja) * 1988-12-12 1990-06-21 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気還流量制御装置
US20020100463A1 (en) 2001-01-31 2002-08-01 Jaliwala Salim A. System and method for estimating EGR mass flow and EGR fraction
EP1681455A1 (fr) 2003-10-23 2006-07-19 Hitachi, Ltd. Dispositif de recirculation des gaz d'echappement pour moteur a combustion interne
US20070119434A1 (en) 2003-10-23 2007-05-31 Hitachi, Ltd. Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine
EP1529952A2 (fr) 2003-11-07 2005-05-11 Hitachi, Ltd. Système électronique de commande de recirculation des gaz d'échappement
EP1870584A2 (fr) * 2006-06-22 2007-12-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositif de recyclage des gaz d'échappement dans un moteur à combustion interne et son procédé de commande
FR2915239A1 (fr) * 2007-04-17 2008-10-24 Renault Sas Procede d'estimation et systeme de controle du taux d'egr sur un moteur equipe de deux collecteurs d'admission, d'un volet de swirl en amont du collecteur sans egr et d'un volet d'admission en amont du collecteur avec egr.
US20090112445A1 (en) 2007-10-30 2009-04-30 Cummins, Inc. System and Method for Estimating NOx Produced by an Internal Combustion Engine
US20110112744A1 (en) * 2009-09-11 2011-05-12 Alex Grossmann Actuating device, controller for operating the actuating device and method for operating an actuating device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3011073A1 (fr) * 2013-09-26 2015-03-27 Valeo Sys Controle Moteur Sas Procede de determination du taux d’egr dans un moteur thermique
EP2853723A1 (fr) * 2013-09-26 2015-04-01 Valeo Systèmes de Contrôle Moteur Procede de determination du taux d'EGR dans un moteur thermique
CN104564379A (zh) * 2013-09-26 2015-04-29 法雷奥电机控制系统公司 确定热力发动机的排气再循环率的方法
CN104564379B (zh) * 2013-09-26 2019-03-26 大陆汽车法国公司 确定热力发动机的排气再循环率的方法

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