WO2017187034A1 - Procede de commande d'une coupure d'injection lors d'un arret de moteur thermique - Google Patents

Procede de commande d'une coupure d'injection lors d'un arret de moteur thermique Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method of controlling an injection cutoff during a thermal engine shutdown.
  • the invention finds a particularly advantageous application in the management of the stopping control of a thermal engine, particularly diesel type, fitted to a motor vehicle equipped with a system for stopping and automatic restart of the engine or STT system ( "Stop and Start" in English).
  • the engine of the vehicle can be frequently stopped temporarily for the purpose of minimizing fuel consumption. These temporary stops can be very numerous.
  • the shutdown of the engine covers the following two phases of life: the stopping phase called STT bringing the engine at a zero speed under the "Stop and Start” function, and the key break phase bringing the heat engine to a zero speed by cutting the power supply of the engine by the key or the start button.
  • STT stopping phase
  • key break phase bringing the heat engine to a zero speed by cutting the power supply of the engine by the key or the start button.
  • T delay time during which the air doser P back is gradually closed.
  • the injection is cut CJnj at time t2. Stopping the operation of the engine occurs at time t3, while the engine speed Wm gradually decreases throughout the engine stopping phase to become zero at time t4.
  • the invention aims to effectively overcome these disadvantages by providing a method of controlling an injection cutoff during a thermal engine shutdown characterized in that, following a stop request of the heat engine, the method comprises:
  • a step of determining an injection cut-off time from taking into account the following parameters: a coolant temperature, an atmospheric pressure, a dispersion, and a time drift of a metering device; air, and
  • the invention thus makes it possible to adapt the injection cut-off as a function of the dynamics of the engine, of the air metering device, and of thermodynamic parameters which have an influence on the shutdown performance of the engine.
  • the invention also makes it possible to select an injection cutoff time optimizing the compromise between the stopping speed of the engine and the feeling of stopping.
  • taking into account the temperature of the engine and the atmospheric pressure is performed via the implementation of a mapping returning a threshold time compared with a time elapsed since a stop request of the engine.
  • the taking into account of the dispersion, and the time drift of the air metering unit is performed via the implementation of a mapping returning a threshold position of the air metering device compared with a actual position of the air metering unit.
  • the taking into account of the atmospheric pressure is performed via the implementation of a mapping returning a threshold depression on admission compared with a real depression on admission.
  • the method comprises a step of adding a maximum calibratable time delay before cutting the injection, in case of malfunction of the air metering device.
  • the maximum calibratable time delay is of the order of 300 milliseconds.
  • the method comprises a step of pre-positioning the air metering device before starting a stopping phase of the engine.
  • the air metering device by at least partially closing the air metering device, for example at 50% of the total closure, this reduces the engine stopping time and improves the feeling of the driver.
  • the method comprises a step of controlling an exhaust gas recirculation system or a turbocharger during the stopping phase of the heat engine.
  • control law calibrations are different for a stop phase of the engine controlled by a stop system and automatic restart of the engine or a stop phase type key cutoff .
  • the invention also relates to a control system comprising a memory storing instructions for the implementation of the control method as defined above.
  • Figure 1 already described, is a timing diagram illustrating a stopping phase of the engine during the implementation of a control method of the prior art
  • FIG. 2 is a schematic functional representation of the various modules implementing the control method of an injection cutoff according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagrammatic representation of the logic modules 10 to 15 making it possible, following a request to stop the heat engine, to determine the injection cut-off time CJnj from taking into account the following parameters. : a water coolant temperature, a Patmo atmospheric pressure, a dispersion, and a time drift of an air metering device.
  • a mapping C_Temp provides a threshold duration ts injection cutoff as a function of the water coolant temperature and atmospheric pressure Patmo.
  • a module 10 compares the threshold duration ts returned by the map C_Temp with a time elapsed t_Arr from a request to stop the engine.
  • the module 10 will change its output state (which may for example go to the state 1 or 0 according to its initial binary state) when the elapsed time t_Arr will reach the threshold duration ts, and the injection cutoff CJnj can then to be allowed.
  • Mapping C_Temp and adapts the injection cut-off according to the dynamics of the engine, the metering device, and the air line may vary depending on the engine temperature.
  • the C_Temp cartography makes it possible to take into account the atmospheric pressure Patmo varying the stopping conditions when one is at high altitude. Indeed, the thermodynamic conditions of the combustion chamber are very different for a zero altitude compared to a high altitude, 2000 meters for example.
  • a map C_Fdos provides a closing threshold position Pref of the air metering unit, referred to as reference.
  • a module 1 1 compares the threshold position Pref returned by the map C_Fdos with a measured actual position of the air metering pump.
  • the module 1 1 will change its output state (which may for example go to state 1 or 0 according to its initial binary state) when the actual position of the air metering heads will reach the threshold position Pref, and the cutoff injection CJnj can then be authorized.
  • the cartography C_Fdos thus makes it possible to take into account the dispersion and the time drift of the air metering device.
  • C_Dad mapping provides a threshold depression D ref admission, referred to as reference.
  • a module 12 compares the threshold depression D ref returned by the map C_Dad with a real depression measured at the admission D mes.
  • the module 12 will change its output state (which may for example go to state 1 or 0 depending on its initial binary state) when the actual negative pressure at the intake D mes will reach the threshold depression D ref, and the cutoff injection CJnj can then be authorized.
  • a selector 14 allows to select, according to the life situation of the motor vehicle, the type of injection cut T ci to apply.
  • the different types of injection cut T ci can be combined with each other, and if necessary prioritize, depending on the life situation of the vehicle.
  • a mapping C_Del provides a maximum calibratable time delay tmax before the CJnj injection cutoff.
  • a module 13 compares the maximum delay tmax returned by the mapping C_Del with the elapsed time t_Arr from a stop request of the engine. The module 13 will change its output state (which may for example go to the state 1 or 0 according to its initial binary state) when the elapsed time t_Arr will reach the maximum delay tmax, and the injection cutoff CJnj can then to be allowed.
  • the output of the module 13 may be connected to the input of a logic gate 15, of the OR type, in parallel with the output of the selector 14.
  • the maximum delay tmax may for example be of the order of 300 milliseconds.
  • the air metering before starting the stopping phase of the engine, can be pre-positioned.
  • the air metering device by at least partially closing the air metering device, for example at 50% of the total closure, this reduces the engine stopping time and improves the feeling of the driver.
  • control laws as well as the logic modules 10 to 15 may be implemented in a control system comprising a memory storing instructions for the implementation of the control method described above.
  • This control system may be separate or confused with the engine computer.

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Abstract

L'invention porte principalement sur un procédé de commande d'une coupure d'injection (C_Inj) lors d'un arrêt de moteur thermique, ce procédé comportant, suite à une demande d'arrêt dudit moteur thermique: - une étape de détermination d'un délai de coupure d'injection à partir d'une prise en compte d'une température de liquide de refroidissement et d'une pression atmosphérique, effectuée via la mise en oeuvre d'une cartographie retournant une durée seuil comparée avec une durée écoulée depuis une demande d'arrêt dudit moteur, ainsi que d'une prise en compte d'une dispersion d'un doseur d'air et de sa dérive temporelle via la mise en oeuvre d'une cartographie retournant une positon seuil dudit doseur d'air comparée avec sa position réelle, et - une étape de coupure d'injection (C_Inj) suite à l'expiration du délai de coupure d'injection précédemment déterminé.

Description

PROCEDE DE COMMANDE D'UNE COUPURE D'INJECTION LORS D'UN ARRET DE MOTEUR THERMIQUE
[0001 ] La présente invention porte sur un procédé de commande d'une coupure d'injection lors d'un arrêt de moteur thermique. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la gestion du pilotage de l'arrêt d'un moteur thermique, notamment de type Diesel, équipant un véhicule automobile muni d'un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur ou système STT ("Stop and Start" en anglais).
[0002] Pour un groupe motopropulseur équipé d'un système STT, pendant le cycle de roulage, le moteur thermique du véhicule peut être fréquemment arrêté de manière temporaire à des fins de minimisation de consommation de carburant. Ces arrêts temporaires peuvent être très nombreux.
[0003] Pour gérer ces arrêts et démarrages, il est prévu d'associer au moteur thermique un superviseur de commande qui détermine, en fonction des différentes requêtes d'arrêt du moteur thermique en provenance des différentes fonctionnalités du contrôle commande, une consigne de coupure d'injection du moteur thermique.
[0004] L'arrêt du moteur thermique couvre les deux phases de vie suivantes: la phase d'arrêt dite STT amenant le moteur thermique à un régime nul dans le cadre de la fonction "Stop and Start", et la phase de coupure clef amenant le moteur thermique à un régime nul en coupant l'alimentation électrique du moteur par la clef ou le bouton de démarrage. [0005] Comme cela est représenté sur la figure 1 , suite à une demande d'arrêt du moteur De à l'instant t1 , on observe une durée de temporisation T pendant laquelle le doseur d'air P dos est progressivement fermé. A la fin de la durée de temporisation T, l'injection est coupée CJnj à l'instant t2. L'arrêt du fonctionnement du moteur se produit à l'instant t3, tandis que le régime du moteur Wm décroît progressivement pendant toute la phase d'arrêt du moteur pour devenir nul à l'instant t4.
[0006] Il a été observé une dispersion importante de la prestation d'arrêt en fonction des conditions de fonctionnement, ainsi qu'une dispersion entre les véhicules, et une dégradation de la prestation lors du vieillissement du véhicule.
[0007] L'invention vise à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant un procédé de commande d'une coupure d'injection lors d'un arrêt de moteur thermique caractérisé en ce que, suite à une demande d'arrêt du moteur thermique, le procédé comporte :
- une étape de détermination d'un délai de coupure d'injection à partir d'une prise en compte des paramètres suivants: une température de liquide de refroidissement, une pression atmosphérique, une dispersion, et une dérive temporelle d'un doseur d'air, et
- une étape de coupure d'injection suite à une expiration du délai de coupure d'injection précédemment déterminé.
[0008] L'invention permet ainsi d'adapter la coupure d'injection en fonction de la dynamique du moteur, du doseur d'air, et de paramètres thermodynamiques qui ont une influence sur les prestations d'arrêt du moteur thermique. L'invention permet en outre de sélectionner un délai de coupure d'injection optimisant le compromis entre la rapidité d'arrêt du moteur thermique et le ressenti de l'arrêt.
[0009] Selon une mise en œuvre, la prise en compte de la température du moteur thermique et de la pression atmosphérique est effectuée via la mise en œuvre d'une cartographie retournant une durée seuil comparée avec une durée écoulée depuis une demande d'arrêt du moteur thermique. Cela permet d'adapter la coupure d'injection en fonction de la dynamique du moteur, de celle du doseur, et de la ligne d'air pouvant varier en fonction de la température du moteur.
[0010] Selon une mise en œuvre, la prise en compte de la dispersion, et de la dérive temporelle du doseur d'air est effectuée via la mise en œuvre d'une cartographie retournant une positon seuil du doseur d'air comparée avec une position réelle du doseur d'air.
[001 1 ] Selon une mise en œuvre, la prise en compte de la pression atmosphérique est effectuée via la mise en œuvre d'une cartographie retournant une dépression seuil à l'admission comparée avec une dépression réelle à l'admission.
[0012] Selon une mise en œuvre, le procédé comporte une étape d'ajout d'une temporisation maximale calibrable avant de couper l'injection, en cas de disfonctionnement du doseur d'air.
[0013] Selon une mise en œuvre, la temporisation maximale calibrable est de l'ordre de 300 millisecondes. [0014] Selon une mise en œuvre, le procédé comporte une étape de pré-positionnement du doseur d'air avant de commencer une phase d'arrêt du moteur thermique. Ainsi, en fermant au moins partiellement le doseur d'air, par exemple à 50% de la fermeture totale, cela permet de réduire la durée d'arrêt du moteur et d'améliorer le ressenti par le conducteur.
[0015] Selon une mise en œuvre, le procédé comporte une étape de pilotage d'un système de recirculation des gaz d'échappement ou d'un turbocompresseur pendant la phase d'arrêt du moteur thermique. Ainsi, en autorisant une circulation de certains gaz dans le moteur, un tel pilotage permet d'obtenir un équilibre de pression entre les chambres de combustion.
[0016] Selon une mise en œuvre, des calibrations de lois de commande sont différentes pour une phase d'arrêt du moteur thermique commandée par un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur thermique ou une phase d'arrêt de type coupure clef.
[0017] L'invention a également pour objet un système de commande comportant une mémoire stockant des instructions pour la mise en œuvre du procédé de commande tel que défini précédemment.
[0018] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0019] La figure 1 , déjà décrite, est un diagramme temporel illustrant une phase d'arrêt du moteur thermique lors de la mise en œuvre d'un procédé de pilotage de l'art antérieur;
[0020] La figure 2 est une représentation schématique fonctionnelle des différents modules mettant en œuvre le procédé de commande d'une coupure d'injection selon la présente invention. [0021 ] La figure 2 est une représentation schématique des modules logiques 10 à 15 permettant de déterminer, suite à une demande d'arrêt du moteur thermique, le délai de coupure d'injection CJnj à partir d'une prise en compte des paramètres suivants: une température de liquide de refroidissement Teau, une pression atmosphérique Patmo, une dispersion, et une dérive temporelle d'un doseur d'air. [0022] Suivant un premier type de coupure d'injection T ci, une cartographie C_Temp fournit une durée seuil ts de coupure d'injection en fonction de la température de liquide de refroidissement Teau et de la pression atmosphérique Patmo. Un module 10 compare ensuite la durée seuil ts retournée par la cartographie C_Temp avec une durée écoulée t_Arr depuis une demande d'arrêt du moteur thermique. Le module 10 changera d'état de sortie (qui pourra par exemple passer à l'état 1 ou 0 en fonction de son état binaire initial) lorsque la durée écoulée t_Arr atteindra la durée seuil ts, et la coupure d'injection CJnj pourra alors être autorisée.
[0023] La cartographie C_Temp permet ainsi d'adapter la coupure d'injection en fonction de la dynamique du moteur thermique, du doseur, et de la ligne d'air pouvant varier en fonction de la température du moteur. En outre, la cartographie C_Temp permet de prendre en compte la pression atmosphérique Patmo faisant varier les conditions d'arrêt lorsque l'on se trouve à altitude élevée. En effet, les conditions thermodynamique de la chambre de combustion sont très différentes pour une altitude nulle par rapport à une altitude élevée, de 2000 mètres par exemple.
[0024] Suivant un deuxième type de coupure d'injection T ci, une cartographie C_Fdos fournit une position seuil de fermeture Pref du doseur d'air, dit de référence. Un module 1 1 compare ensuite la position seuil Pref retourné par la cartographie C_Fdos avec une position réelle mesurée Pmes du doseur d'air. Le module 1 1 changera d'état de sortie (qui pourra par exemple passer à l'état 1 ou 0 en fonction de son état binaire initial) lorsque la position réelle Pmes du doseur d'air atteindra la position seuil Pref, et la coupure d'injection CJnj pourra alors être autorisée. La cartographie C_Fdos permet ainsi de prendre en compte la dispersion et la dérive temporelle du doseur d'air.
[0025] Suivant un troisième type de coupure d'injection T ci, une cartographie C_Dad fournit une dépression seuil à l'admission D ref, dite de référence. Un module 12 compare ensuite la dépression seuil D ref retournée par la cartographie C_Dad avec une dépression réelle mesurée à l'admission D mes. Le module 12 changera d'état de sortie (qui pourra par exemple passer à l'état 1 ou 0 en fonction de son état binaire initial) lorsque la dépression réelle à l'admission D mes atteindra la dépression seuil D ref, et la coupure d'injection CJnj pourra alors être autorisée.
[0026] Un sélecteur 14 permet de sélectionner, selon la situation de vie du véhicule automobile, le type de coupure d'injection T ci à appliquer. En variante, les différents types de coupure d'injection T ci pourront être combinés entre eux, et le cas échéant prioriser, en fonction de la situation de vie du véhicule.
[0027] En cas de dysfonctionnement du doseur d'air, une cartographie C_Del fournit une temporisation maximale calibrable tmax avant la coupure d'injection CJnj. Un module 13 compare ensuite la temporisation maximale tmax retournée par la cartographie C_Del avec la durée écoulée t_Arr depuis une demande d'arrêt du moteur thermique. Le module 13 changera d'état de sortie (qui pourra par exemple passer à l'état 1 ou 0 en fonction de son état binaire initial) lorsque la durée écoulée t_Arr atteindra la temporisation maximale tmax, et la coupure d'injection CJnj pourra alors être autorisée. La sortie du module 13 pourra être branchée en entrée d'une porte logique 15, de type OU, en parallèle de la sortie du sélecteur 14. La temporisation maximale tmax pourra par exemple être de l'ordre de 300 millisecondes.
[0028] Dans le cas d'une phase d'arrêt commandée par un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur thermique (de type STT) ou d'une phase d'arrêt de type coupure clef, on utilise une même architecture logique du système de commande, mais les calibrations des lois de commande sont différentes. Les valeurs seuils ts, Pref, D ref, et tmax pourront ainsi être différentes d'un type de phase d'arrêt (STT ou de type clef) à l'autre.
[0029] Dans certaines mises en œuvre perfectionnées, avant de commencer la phase d'arrêt du moteur, le doseur d'air pourra être pré-positionné. Ainsi, en fermant au moins partiellement le doseur d'air, par exemple à 50% de la fermeture totale, cela permet de réduire la durée d'arrêt du moteur et d'améliorer le ressenti par le conducteur.
[0030] Il sera également possible de prévoir un pilotage d'un système de recirculation des gaz d'échappement ou d'un turbocompresseur pendant la phase d'arrêt du moteur thermique. Ainsi, en autorisant une circulation de certains gaz dans le moteur thermique, un tel pilotage permet d'obtenir un équilibre de pression entre les chambres de combustion, ce qui améliore également le ressenti par le conducteur et réduit la durée d'arrêt du moteur thermique.
[0031 ] Les lois de commandes ainsi que les modules logiques 10 à 15 pourront être implémentées dans un système de commande comportant une mémoire stockant des instructions pour la mise en œuvre du procédé de commande décrit précédemment. Ce système de commande pourra être distinct ou confondu avec le calculateur moteur.

Claims

REVENDICATION
1. Procédé de commande d'une coupure d'injection (CJnj) lors d'un arrêt de moteur thermique caractérisé en ce que, suite à une demande d'arrêt dudit moteur thermique, ledit procédé comporte :
- une étape de détermination d'un délai de coupure d'injection (CJnj) à partir d'une prise en compte des paramètres suivants: une température de liquide de refroidissement (Teau), une pression atmosphérique (Patmo), une dispersion, et une dérive temporelle d'un doseur d'air, et
- une étape de coupure d'injection (CJnj) suite à une expiration dudit délai de coupure d'injection (CJnj) précédemment déterminé.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la prise en compte de ladite température du moteur thermique (Teau) et de ladite pression atmosphérique (Patmo) est effectuée via la mise en œuvre d'une cartographie (C_Temp) retournant une durée seuil (ts) comparée avec une durée écoulée (t_Arr) depuis une demande d'arrêt dudit moteur thermique.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la prise en compte de ladite dispersion, et de ladite dérive temporelle du doseur d'air est effectuée via la mise en œuvre d'une cartographie (C_Fdos) retournant une positon seuil (Pref) dudit doseur d'air comparée avec une position réelle (Pmes) dudit doseur d'air.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la prise en compte de ladite pression atmosphérique (Patmo) est effectuée via la mise en œuvre d'une cartographie (CJDad) retournant une dépression seuil (D ref) à l'admission comparée avec une dépression réelle (D mes) à l'admission.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'ajout d'une temporisation maximale calibrable (tmax) avant de couper l'injection, en cas de disfonctionnement dudit doseur d'air.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite temporisation maximale calibrable (tmax) est de l'ordre de 300 millisecondes.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de pré-positionnement dudit doseur d'air avant de commencer une phase d'arrêt dudit moteur thermique.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de pilotage d'un système de recirculation des gaz d'échappement ou d'un turbocompresseur pendant ladite phase d'arrêt dudit moteur thermique.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que des calibrations de lois de commande sont différentes pour une phase d'arrêt dudit moteur thermique commandée par un système d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur thermique ou une phase d'arrêt de type coupure clef.
10. Système de commande comportant une mémoire stockant des instructions pour la mise en œuvre du procédé de commande tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
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