WO2024061701A1 - Procede de determination d'un debit de fluide dans un systeme de motorisation de vehicule - Google Patents

Procede de determination d'un debit de fluide dans un systeme de motorisation de vehicule Download PDF

Info

Publication number
WO2024061701A1
WO2024061701A1 PCT/EP2023/075097 EP2023075097W WO2024061701A1 WO 2024061701 A1 WO2024061701 A1 WO 2024061701A1 EP 2023075097 W EP2023075097 W EP 2023075097W WO 2024061701 A1 WO2024061701 A1 WO 2024061701A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fluid
parameters
loss
injection
estimation module
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/075097
Other languages
English (en)
Inventor
Nicolas LAMARQUE
Michael LEBLON
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of WO2024061701A1 publication Critical patent/WO2024061701A1/fr

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1405—Neural network control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
    • F02M65/001—Measuring fuel delivery of a fuel injector
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02—Neural networks
    • G06N3/08—Learning methods
    • G06N3/084—Backpropagation, e.g. using gradient descent
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02—Neural networks
    • G06N3/08—Learning methods
    • G06N3/09—Supervised learning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1433—Pumps
    • F01N2610/144—Control thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • F01N2610/146—Control thereof, e.g. control of injectors or injection valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1812—Flow rate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1821—Injector parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • F01N2900/1822—Pump parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0275—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0635—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding
    • F02M51/0642—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto
    • F02M51/0653—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a plate-shaped or undulated armature not entering the winding the armature having a valve attached thereto the valve being an elongated body, e.g. a needle valve

Definitions

  • the present invention relates to methods for determining a fluid flow rate, in particular a liquid flow rate, in a vehicle engine system, in particular when said flow rate is not measured directly by a sensor. In this case, it is necessary to estimate said flow rate (or a quantity delivered) based on other information taken and/or other parameters.
  • the present invention is particularly useful when the system includes an electronically controlled injector whose orifice may be subject to deposits or clogging and a reduction in the effective passage section or which undergoes wear (pass section which increases).
  • SCR selective catalytic reduction
  • the invention can be applied to other liquid injection systems, particularly fuel injection, when the control is in open loop.
  • the invention can be applied to a gasoline injection system in which the richness loop is not temporarily operating.
  • the inventors sought to improve the situation by getting rid of the tedious step of constructing calibration tables.
  • a method for determining at least one flow rate value of a fluid of interest in a motorization system of a vehicle of interest, said flow rate value not being not being measured directly by a sensor, the motor system comprising at least one fluid reservoir, a pump, a fluid injection member, with a fluid flow path from the pump to a downstream injected zone of the injection member, and an electronic control unit capable of controlling an opening of the injection member which is otherwise closed in the absence of a command, the fluid of interest advantageously being a liquid fluid which can be considered as incompressible, the process comprising the following steps:
  • /b/- carry out a plurality of N fluid injection sequences, during which we collect the values of a plurality of parameters (dP,P1,P0,T,X),
  • dP,P1,P0,T,X a plurality of parameters
  • Here- calculate a theoretical quantity of injected fluid during these N fluid injection sequences, using at least part of said values of the plurality of parameters (P1,P0,T,X), /d/- transmit, to the estimation module loss, said values of the plurality of parameters (dP,P1,P0,T,X), and obtain, at the output of the loss estimation module, the loss coefficient CP,
  • the theoretical quantity calculated can be corrected by means of the output of the loss estimation module to determine as closely as possible the quantity actually injected.
  • the loss estimation module can be a supervised learning loss estimation module, for example of the neural network type. Learning could have been carried out beforehand, before actual use by the process described above.
  • the invention makes it possible to determine a flow rate and/or a quantity of injected fluid, the two quantities being linked simply by a time elapsed to inject said quantity of fluid.
  • steps cl and d/ can be implemented in parallel.
  • Concerning the parameter values in practice we use the values averaged over the plurality of N sequences (or the median), the process is thus robust to one or two occasional erroneous values.
  • the loss estimation module can be a supervised learning loss estimation module, the method then comprising a preliminary step: let- first carry out training of the supervised learning loss estimation module ( 52) by means of a series of test injection members having known passage section characteristics, which are placed in turn as injection members on a similar flow path of a vehicle test to simulate the hydraulic loss introduced by the injection member on the flow path in the vehicle of interest as a function of the plurality of parameters, and by measuring during an opening sequence of the member test injection, the values of the parameters of the plurality of parameters, the loss estimation module taking as input said plurality of parameters (dP,P1,P0,T,X) and providing as output the hydraulic loss coefficient CP .
  • step /a/ is not necessarily done on the same vehicle as the following steps (/b/ to Ze/).
  • steps /b/ and following will be carried out on series vehicles manufactured and sold in large numbers and used by a large number of number of drivers in varied conditions and over long periods of use including effects linked to wear and aging.
  • the test injection members can have a passage section smaller than the nominal passage section, or conversely a passage section larger than the nominal passage section.
  • the theoretical calculation uses a so-called Bernoulli model for an incompressible fluid.
  • p is the density or density of the fluid
  • P1 is the pressure at the pump outlet
  • PO is the pressure in the injected zone 4
  • A is a characteristic section of the passage section
  • Ti is the injection duration
  • N the number of injections.
  • step /e/ the loss coefficient CP is applied by multiplying it to the calculation of the theoretical quantity of fluid to obtain the estimated real quantity of fluid injected during the N sequences d fluid injection.
  • a hydraulic loss coefficient relates to a pressure loss, or hydraulic pressure loss, introduced here by the flow circuit formed by the fluid injection member.
  • the loss coefficient CP can be between 0 and 1. This corresponds for example to the case where the section is reduced and the actual quantity is less than the theoretical quantity QTH.
  • the invention also takes into account the opposite case where the real quantity is greater than the theoretical quantity, i.e. cases where CP is greater than 1.
  • the loss coefficient can be considered as a correction coefficient (e.g. characterizing either a loss or an excess). We understand in fact that this hydraulic loss coefficient can be relevant only for its variations over time, which reflect a variation in the fluid flow conditions in the fluid injection member.
  • an alert is activated if the loss coefficient CP is less than a predetermined threshold CPS1, which is preferably between 0.5 and 0.75.
  • a predetermined threshold CPS1 which is preferably between 0.5 and 0.75.
  • an alert is activated if the loss coefficient CP is greater than a second predetermined threshold, which is preferably between 1.1 and 1,2. This may indicate a mechanical defect which may require repair.
  • an alert is activated if a variation in the loss coefficient CP is greater than a predetermined threshold, for a predetermined number M of injections.
  • the loss estimation module comprises a neural network.
  • the neural network may have a size of less than 5 kilobytes and preferably less than 3 kilobytes.
  • the loss estimation module comprises a neural network, comprising a hundred to several hundred neurons.
  • the neural network in question may include less than 500 neurons, or preferably less than 400 neurons. The memory used is therefore small.
  • the values of the plurality of parameters are filtered and/or smoothed on the N injection sequences for use in the loss estimation module. For each parameter, we can thus calculate the average of the observed values or even the median of the observed values. This gives robustness to the process with respect to potential isolated outliers.
  • the plurality of parameters comprises a first parameter (dP) representative of an increase in pressure when the injector closes ('water hammer' in hydraulic jargon ).
  • the invention also relates to a system for determining at least one flow rate value of a fluid of interest, this fluid of interest flowing in use in a motorization system of a vehicle of interest, said value flow rate not being measured directly by a sensor
  • the motor system comprising at least one fluid reservoir, a pump, a fluid injection member, with a fluid flow path from the pump to a injected zone downstream of the injection member, and an electronic control unit capable of controlling an opening of the otherwise closed injection member in the absence of a command, the fluid of interest being an incompressible liquid fluid or low compressibility
  • the system comprising a hydraulic loss estimation module providing as output a hydraulic loss coefficient CP, the electronic control unit being configured to:
  • the theoretical quantity calculated can be corrected by means of the output of the loss estimation module to determine as closely as possible the quantity actually injected.
  • the learning could have been carried out beforehand, before the actual use by the system described above.
  • steps c/ and d/ can be implemented in parallel.
  • Concerning the parameter values in practice we use the values averaged over the plurality of N sequences (or the median), the process is thus robust to one or two occasional erroneous values.
  • the loss estimation module can be a supervised learning loss estimation module, the method then comprising a preliminary step:
  • /a/- previously carry out training of the supervised learning loss estimation module by means of a series of test injection members having known passage section characteristics, which are placed in turn as an injection member on a similar flow path of a test vehicle to simulate the hydraulic loss introduced by the injection member on the flow path in the vehicle of interest based on the plurality of parameters , and by measuring during an opening sequence of the test injection member, the values of the parameters of the plurality of parameters, the loss estimation module taking said plurality of parameters as input (dP,P1 ,P0,TK,X) and providing as output the hydraulic loss coefficient CP.
  • the learning conditions are identical or similar to what was described above.
  • the fluid may be a urea-based liquid intended to reduce nitrogen oxides.
  • the invention is thus applicable to “selective catalytic reduction” (SCR) systems which reduce nitrogen oxide emissions.
  • the fluid may be a fuel or hydrocarbon intended to be burned in an internal combustion engine.
  • the injection member is a needle injector.
  • Such an injector can deliver a small amount of liquid with high precision.
  • Such a needle injector has a coil which creates an electromagnetic force when an electric current generated by an electronic control unit passes through it. This provides flexible control that can be adapted to various operational conditions.
  • the loss estimation module can be produced in the form of a neural network included in the electronic control unit. This solution has good availability and is advantageous because it requires little computing and memory resources.
  • the invention also covers a method of diagnosing a system of motorization of a vehicle of interest, the motorization system comprising at least one fluid reservoir, a pump, a fluid injection member, with a fluid flow path from the pump to an injected zone in downstream of the injection member, and an electronic control unit capable of controlling an opening of the otherwise closed injection member in the absence of a command, the method comprising the following steps:
  • - have a supervised learning loss estimation module, taking as input a plurality of parameters and providing as output a hydraulic loss coefficient CP relating to a hydraulic loss introduced by the fluid injection member,
  • Zd/- transmit, to the loss estimation module, said values of the plurality of parameters, and obtain, at the output of the loss estimation module, the loss coefficient CP,
  • Ze’Z compare the CP loss coefficient with a predetermined value, and generate an alert when the difference in absolute value exceeds a predetermined threshold.
  • Said predetermined value is advantageously an initial value of the loss coefficient CP, possibly an averaged value, obtained at the start of the life of the fluid injection member, when the latter has not yet suffered wear or clogging .
  • the predetermined threshold preferably corresponds to a difference of plus or minus 30%, or plus or minus 20%, between the current value of the loss coefficient CP and said predetermined value advantageously corresponding to an initial value of the loss coefficient CP.
  • the invention also covers a corresponding system for diagnosing an engine system of a vehicle of interest.
  • FIG. 1 schematically illustrates a liquid injection system using a controlled injector
  • FIG. 3 schematically represents an injector hole with the presence of deposits reducing the passage section
  • FIG. 4 schematically represents a section of an injection member
  • FIG. 7 schematically represents an example of a supervised learning neural network
  • FIG. 8 represents a pressure chronogram illustrating a pressure jump observed at the time of closing of the injection member.
  • a fluid flow rate in particular a liquid flow rate
  • a vehicle engine system in particular when said flow rate is not measured directly by a sensor.
  • the vehicle in question may be a car, a truck, a scooter; the invention can be applied without limitation of the type of vehicle or its type of engine, for example on a motor boat.
  • the flow rate and/or quantity of liquid fluid delivered by an injection device must be estimated from other information and/or other parameters.
  • the injection member in the present invention is an electronically controlled injector.
  • the injection member can be placed in an open state when excited by an electrical command provided by an electronic control unit. Furthermore, in the absence of electrical control, the injection member is closed.
  • a needle 15 can be provided that can be moved relative to an orifice seat 14.
  • the needle rests on the seat, the needle thus closing the orifice 16 (or the orifices) and the injection member is closed.
  • the needle is raised relative to the seat, the needle thus freeing a passage through the orifice (or orifices) and the injection member is said to be open.
  • the orifice (or orifices) 16 of the injection member or the aforementioned seat may be subject to phenomena of clogging or solid deposits 18 reducing the passage section, see figure 3.
  • the fluid of interest is a liquid fluid.
  • the liquid fluid is here considered incompressible.
  • the liquid fluid may have low compressibility.
  • the fluid of interest is a urea-based liquid intended to reduce nitrogen oxides in a so-called 'SCR' system mentioned above.
  • the urea-based liquid is injected into a catalytic reducer.
  • the fluid of interest is a hydrocarbon-based liquid intended to be injected into a combustion chamber.
  • the motor system involved in the present invention comprises at least one fluid reservoir 3, a pump 2, and a fluid injection member 1 of the type mentioned above.
  • a pipe 21 is provided to fluidly connect the outlet of the pump to the injection member so as to channel the fluid under pressure P1 from the pump to the injection member 1.
  • the system further comprises an electronic control unit 5 capable of controlling an opening of the injection member.
  • the electronic control unit 5 controls an injector coil 13.
  • Pump 2 can be integrated into tank 3. Alternatively, pump 2 can be separated from the tank.
  • a pressure sensor 6 is provided to measure the pressure P1 at the pump outlet. This pressure sensor is arranged at the pump outlet or on line 21.
  • the pressure P1 is between 2 bars and 8 bars. In other applications, the pressure P1 can be between 5 bars and 100 bars. Higher pressures are also not excluded from the scope of the present invention, for example up to 500 bar.
  • the pump 2 is controlled in a permanent mode, namely it rotates before the injector is controlled and continues to rotate during the injector control, and even after the injector is controlled.
  • the pump is controlled in a so-called 'on-demand' mode, namely just before and during the injector control cycle.
  • the injector can remain closed at rest for a time of several minutes or a distance traveled by the vehicle of several kilometers. Therefore the pump can remain stopped between groups of injection cycles.
  • Another pressure sensor 7 is provided to measure the pressure PO in the injected zone.
  • a temperature sensor 8 is optionally provided to measure the temperature of the fluid, for example the temperature of the fluid in the tank 3.
  • line 21 serves a single injection member.
  • the pipe 21 forms a collector and serves a plurality of injection members, which are controlled in sequential mode, ie only one at a time.
  • the pipe 21 does not have a member allowing direct measurement of a liquid flow rate or a quantity delivered by the injection member.
  • the vehicle of interest is a particular vehicle among a set of vehicles mass-produced in medium or large quantities.
  • the engine system described above we find the engine system described above with tank, pump and injection member(s).
  • the electronic control unit 5 includes an algorithmic calculation module based on a physical model (MP), this module is marked 51 in Figure 5.
  • MP physical model
  • tests and measurements were carried out on a test vehicle similar or similar to the vehicle of interest. These tests aim to carry out training of a supervised learning loss estimation module 52 which will be used on the vehicle of interest.
  • test injection members having known and varied passage section characteristics.
  • the test injection members may have a passage section smaller than the nominal passage section, or conversely a passage section larger than the nominal passage section.
  • test injection members is placed in turn as an injection member on the test vehicle to measure the hydraulic loss introduced by the test injection member.
  • This set of parameters includes at least:
  • TKi Temperature of the fluid TKi (TK1, TK2, TK3 taken respectively in different locations).
  • the QMES measured quantity can be effectively measured because these tests and tests are carried out with laboratory means on the test vehicle.
  • test injection member simulates non-nominal behavior on the flow path in the vehicle of interest based on the plurality of parameters.
  • test injection members has a different passage section so as to cover quite widely the spectrum of passage section developments which may be encountered on production vehicles.
  • a supervised learning loss estimation module is used.
  • a test injection member is placed and the quantity injected as well as the parameters dP,P1,P0,T are measured. Then we start again with another organ test injection.
  • CP hydraulic loss coefficient
  • the loss estimation module will take said plurality of parameters as input and provide as output the hydraulic loss coefficient denoted CP.
  • the loss estimation module includes a neural network.
  • the coefficients of the neural network nodes are adjusted by the back-propagation learning process based on an error function (cost function).
  • error function can be based on QMES - CP x QTH
  • the size of the neural network is moderate.
  • the neural network can include two hidden layers, with 10 to 12 neurons for each hidden layer 42,43.
  • the total number of neurons can be chosen to be less than 500, preferably less than 400.
  • the calculation time is very small and the calculation repetition frequency can be high.
  • the memory size occupied by the neural network is very modest.
  • the neural network may have a size of less than 5 kilobytes and preferably less than 3 kilobytes.
  • the electronic control unit is configured to implement the following steps:
  • /d/- transmit, to the loss estimation module, said values of the plurality of parameters (dP,P1,P0,T,X), and obtain, at the output of the loss estimation module, the loss coefficient CP, the/- calculate an estimated real quantity of fluid injected during the N fluid injection sequences, by applying the loss coefficient CP to the calculation of the theoretical quantity of fluid.
  • the values of the different parameters are sampled by the pressure sensors 6.7 and by the temperature sensor 8.
  • the sampling can be quite rapid, particularly for measuring the pressure P1. Conversely, temperature measurements do not require rapid sampling.
  • the sensor In order to capture the characteristics of the water hammer, the sensor must be a fast sensor and the sampling allows taking at least 50 samples per millisecond (at least 50 kHz). According to an example, sampling makes it possible to take at least 100 samples per millisecond (at least 100 kHz on the capture and digitalization chain).
  • Figure 8 illustrates an example of an overpressure waveform corresponding to the water hammer when the injector closes. In reality, the characteristics of this timing diagram reflect the state of the liquid passage section.
  • other additional parameters Y can be taken into account such as the time elapsed since the previous injection series, the exterior temperature, the vehicle mileage, etc.
  • the theoretical quantity of fluid denoted QTH can be calculated as follows, using a so-called Bernoulli model for an incompressible fluid: [Math
  • p is the density or density of the fluid
  • P1 is the pressure at the pump outlet
  • A is a characteristic section of the passage section
  • Ti is the injection duration, for an injector control cycle, of index i, N the number of injections.
  • QTH is a mass quantity. This quantity corresponds to the nominal quantity for a new injector. This calculation corresponds to step /c/ of the promoted process. QTH is calculated by the MP 51 module.
  • the pressure P1 is an average pressure and the pressure jump only occurs marginally in the formula above.
  • the loss estimation module takes as inputs not only the parameters P1, P0 mentioned above but also characteristics of the pressure jump dP (water hammer).
  • the characteristics of the pressure jump dP include at least the jump height dP1 and the duration Tr, as illustrated in Figure 8.
  • the loss estimation module whose supervised learning was previously carried out, now delivers its output in the form of the loss coefficient CP.
  • the estimated real quantity of fluid is calculated, by applying the loss coefficient CP to the calculation of the theoretical quantity of fluid according to a correction function F, as, for example, expressed as follows:
  • QRE F(QTH, CP). If N injections are performed, each having an index 'i' and a duration Ti, the corrected theoretical and real quantities (QTH.QRE) are calculated as a summation over the index T.
  • an alert is activated if the loss coefficient CP is less than a predetermined threshold CPS1.
  • the CPS1 threshold is between 0.5 and 0.75, this value being dependent on the fluid injection device.
  • the threshold CPS1 is advantageously a function of a value of the loss coefficient at the start of life, for example the initial value of the loss coefficient CP, or an averaged value, obtained at the start of the life of the fluid injection member when the latter has not yet suffered wear or clogging.
  • the CPS1 threshold is equal to the loss coefficient at the start of life, reduced by a predetermined quantity, for example 20%.
  • an alert is activated if the loss coefficient CP is greater than a predetermined threshold CPS2.
  • the CPS2 threshold is advantageously a function of said loss coefficient at the start of life.
  • the CPS2 threshold is equal to the loss coefficient at the start of life, increased by a predetermined quantity, for example 20%.
  • an alert can be activated if a variation in the value of the loss coefficient CP, after a predetermined number of injections, is greater than a predetermined variation threshold.
  • the electronic control unit 5 includes a microcontroller, a non-volatile memory area, analog-digital converters to acquire the pressure and temperature parameters.
  • the electronic control unit 5 comprises at least one output 55 for controlling the coil 13 of the injector.
  • the electronic control unit 5 carries out the calculation of the theoretical quantity injected, based on the opening times Ti. This is represented as module 51 already discussed and visible in Figure 5.
  • the electronic control unit 5 comprises the loss estimation module 52.
  • the loss estimation module For each unit injection cycle or each group of injection cycles, the loss estimation module provides the loss coefficient CP and the electronic control unit 5 uses this output to, if necessary, generate an alert intended for the driver or the vehicle maintenance service.
  • the electronic control unit 5 calculates the estimated actual quantity (step /e/). All the steps are illustrated in Figure 6.
  • the neural network 40 preferably has a simple structure, with a one-dimensional output, in this case the coefficient CP.
  • the input layer includes a number of parameters X1, X2, X3, Xi, Xm.
  • the number m of entries can be of the order of 10.
  • the neural network 40 comprises 1 to 3 intermediate layers 42 43, also called hidden layers, for example of the same dimension as the input vector.
  • the size of the neural network 40 is reduced.
  • the number of nodes can be around 30 and the number of neurons/links close to 300, and therefore less than 400 as already mentioned above.
  • Each parameter can be stored on 4 bytes, which gives the modest memory sizes mentioned above.
  • the test vehicle may be of the same type as the target vehicles where the method presented above is used on a large scale. However, note that the test vehicle may be of a different type from that of the target vehicles, to the extent that the flow path and the injection member present a certain similarity between the test vehicle and the target vehicles. .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Abstract

Système et procédé de détermination d'une valeur de débit d'un liquide dans un système de motorisation de véhicule comprenant un réservoir de fluide (3), une pompe (2), un injecteur de fluide (1), avec un chemin d'écoulement de fluide depuis la pompe jusqu'à une zone injectée (4) et une unité de commande électronique (5) pour commander une ouverture de l'injecteur, le procédé comprenant: - disposer d'un module d'estimation de perte (52), fournissant en sortie un coefficient de perte hydraulique (CP), - réaliser une pluralité de séquences d'injection de fluide, avec collecte des valeurs d'une pluralité de paramètres (dP, P1, P0, T, X), - calculer une quantité théorique (QTH) de fluide injecté au cours de ces séquences d'injection, à l'aide des valeurs des paramètres (P1, P0, T, X), - calculer une quantité réelle estimée (QRE) de fluide injecté au cours des séquences d'injection, en appliquant le coefficient de perte (CP) au calcul de la quantité théorique de fluide.

Description

PROCEDE DE DETERMINATION D’UN DEBIT DE FLUIDE DANS UN SYSTEME DE MOTORISATION DE VEHICULE
Domaine technique et contexte
La présente invention est relative aux procédés de détermination d’un débit de fluide, notamment un débit de liquide, dans un système de motorisation de véhicule, notamment lorsque ledit débit n’est pas mesuré directement par un capteur. Dans ce cas, il faut estimer ledit débit (ou une quantité délivrée) à partir d’autres prises d’informations et/ou d’autres paramètres. La présente invention est particulièrement utile lorsque le système comprend un injecteur à commande électronique dont l’orifice peut être sujet à des dépôts ou un encrassement et une diminution de la section de passage efficace ou qui subit une usure (section de passage qui augmente).
Art antérieur
Il est connu, grâce à au moins un capteur de pression, de suivre l'évolution temporelle de la pression lors d'une séquence de commande de l'injecteur. On relève ainsi les caractéristiques temporelles de pression dans la ligne ainsi que les valeurs lissées de la pression et d'autres paramètres tels que la température. Par ailleurs, lors de la mise au point du système, on construit des tables de calibration en fonction de la section de passage efficace de l'injecteur et des différents paramètres mentionnés ci- dessus.
L'usage de ces tables de calibration et d’une logique algorithmique classique permet d’estimer le débit réel délivré par un injecteur, dont les caractéristiques peuvent évoluer au cours du temps notamment la section de passage peut diminuer en raison d'un encrassement progressif, ou réaugmenter si un dépôt cristallisé disparaît.
Parmi les systèmes d'intérêt ici, il y a les systèmes de "réduction catalytique sélective" (SCR) qui réduisent les émissions d'oxydes d'azote. Toutefois, l'invention peut s'appliquer à d'autres systèmes d'injection de liquide notamment de carburant lorsque le contrôle est en boucle ouverte. Par exemple l'invention peut être appliquée à un système d'injection d'essence dans lequel le bouclage de richesse n'est pas fonctionnant momentanément.
Les inventeurs ont cherché à améliorer la situation en se débarrassant de l'étape fastidieuse de construction des tables de calibration.
Résumé de l’invention
A cet effet, selon la présente divulgation, il est proposé un procédé de détermination d’au moins une valeur de débit d’un fluide d’intérêt dans un système de motorisation d’un véhicule d’intérêt, ladite valeur de débit n’étant pas mesurée directement par un capteur, le système de motorisation comprenant au moins un réservoir de fluide, une pompe, un organe d’injection de fluide, avec un chemin d’écoulement de fluide depuis la pompe jusqu’à une zone injectée en aval de l’organe d’injection, et une unité de commande électronique apte à commander une ouverture de l’organe d’injection par ailleurs fermé en l’absence de commande, le fluide d’intérêt étant avantageusement un fluide liquide qu’on peut considérer comme incompressible, le procédé comprenant les étapes suivantes:
- disposer d’un module d’estimation de perte, fournissant comme sortie un coefficient de perte hydraulique CP,
/b/- réaliser une pluralité de N séquences d’injection de fluide, au cours desquelles on collecte des valeurs d’une pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X), Ici- calculer une quantité théorique de fluide injecté au cours de ces N séquences d’injection de fluide, à l’aide d’une partie au moins desdites valeurs de la pluralité de paramètres (P1 ,P0,T,X), /d/- transmettre, au module d’estimation de perte, lesdites valeurs de la pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X), et obtenir, en sortie du module d’estimation de perte, le coefficient de perte CP,
Ze/- calculer une quantité réelle estimée de fluide injecté au cours des N séquences d’injection de fluide, en appliquant le coefficient de perte CP au calcul de la quantité théorique de fluide.
Grâce à ces dispositions, la quantité théorique calculée peut être corrigée au moyen de la sortie du module d’estimation de perte pour déterminer au plus près la quantité réellement injectée. Comme il sera vu plus loin, le module d’estimation de perte peut être un module d’estimation de perte à apprentissage supervisé, par exemple de type réseau de neurones. L’apprentissage a pu être réalisé au préalable, avant l’utilisation effective par le procédé ci-dessus décrit.
L’invention permet de déterminer un débit et/ou une quantité de fluide injecté, des deux grandeurs étant liées simplement par une durée écoulée pour injecter ladite quantité de fluide.
On note que les étapes cl et d/ peuvent être mises en œuvre en parallèle. S’agissant des valeurs de paramètres, en pratique on utilise les valeurs moyennées sur la pluralité des N séquences (ou la médiane), le procédé est ainsi robuste à une ou deux valeurs erronées ponctuelles.
Selon un aspect, le module d’estimation de perte peut être un module d’estimation de perte à apprentissage supervisé, le procédé comprenant alors une étape préalable : lai- réaliser en préalable un apprentissage du module d’estimation de perte à apprentissage supervisé (52) au moyen d’une série d’organes d’injection de test ayant des caractéristiques de section de passage connues, que l’on place tour à tour comme organe d’injection sur un chemin d’écoulement semblable d’un véhicule de test pour simuler la perte hydraulique introduite par l’organe d’injection sur le chemin d’écoulement dans le véhicule d’intérêt en fonction de la pluralité de paramètres, et en mesurant lors d’un séquence d’ouverture de l’organe d’injection de test, les valeurs des paramètres de la pluralité de paramètres, le module d’estimation de perte prenant en entrée ladite pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X) et fournissant en sortie le coefficient de perte hydraulique CP.
On note que l’apprentissage (étape /a/) ne se fait pas nécessairement sur le même véhicule que les étapes suivantes (/b/ à Ze/) . Autrement dit en pratique, on réalise l’apprentissage typiquement sur un véhicule particulier d’essais où ces tests d’apprentissage peuvent être mis en œuvre, et les étapes /b/ et suivantes seront réalisées sur des véhicules de série fabriqués et vendus en grand nombre et utilisés par un grand nombre de conducteurs dans des conditions variées et sur des durées d’utilisation importantes incluant des effets liés à l’usure et au vieillissement. On note aussi que les organes d’injection de test peuvent avoir une section de passage plus petite que la section de passage nominale, ou à l’inverse une section de passage plus grande que la section de passage nominale.
Selon un aspect, le calcul théorique fait appel à un modèle dit de Bernoulli pour un fluide incompressible.
Par exemple, on peut choisir une formulation du type ci-dessous exprimée [Math 1]
QTH = N Ti p(Pl - PO) A,
Où p est la densité ou masse volumique du fluide, P1 est la pression en sortie de pompe, PO est la pression dans la zone injectée 4, A est une section caractéristique de la section de passage, Ti est la durée d’injection, N le nombre d’injections.
Selon un aspect, il peut être prévu qu’à l’étape /e/ on applique le coefficient de perte CP en le multipliant au calcul de la quantité théorique de fluide pour obtenir la quantité réelle estimée de fluide injecté au cours des N séquences d’injection de fluide.
Toutefois, au lieu d’une multiplication simple, on peut prendre en compte certains effets non linéaires en appliquant une fonction non linéaire du type QRE = F(QTH, CP).
L’homme du métier comprend qu’un coefficient de perte hydraulique se rapporte à une perte de charge, ou perte de charge hydraulique, introduite ici par le circuit d’écoulement formé par l’organe d’injection de fluide.
Le coefficient de perte CP peut être compris entre 0 et 1 . Ceci correspond par exemple au cas où la section est réduite et la quantité réelle est inférieure à la quantité théorique QTH.
Toutefois, l’invention prend en compte aussi le cas inverse où la quantité réelle est supérieure à la quantité théorique, i.e. les cas où CP est supérieur à 1 . Dans une logique de généralisation de l’invention, le coefficient de perte peut être considéré comme un coefficient de correction (e.g. caractérisant soit une perte, soit un excès). On comprend en effet que ce coefficient de perte hydraulique peut être pertinent pour ses seules variations au cours du temps, qui traduisent une variation des conditions d’écoulement de fluide dans l’organe d’injection de fluide.
Selon un aspect, une alerte est activée si le coefficient de perte CP est inférieur à un seuil prédéterminé CPS1 , lequel est compris de préférence compris entre 0,5 et 0,75. Un dépôt obstruant substantiellement l’orifice ou les orifices peut nécessiter une vérification du système en garage voire un remplacement d’une pièce ou d’un composant.
Selon un aspect, une alerte est activée si le coefficient de perte CP est supérieur à un second seuil prédéterminé, lequel est compris de préférence compris entre 1 ,1 et 1 ,2. Ceci peut dénoter un défaut mécanique qui peut nécessiter une réparation.
Selon une autre variante encore, une alerte est activée si une variation du coefficient de perte CP est supérieure à un seuil prédéterminé, pour un nombre M d’injections prédéterminé.
On comprend donc que le calcul du coefficient de perte hydraulique et/ou son évolution au cours du temps, permet de diagnostiquer une anomalie dans le circuit hydraulique formé par l’organe d’injection de fluide.
Selon un aspect, le module d’estimation de perte comprend un réseau de neurones. Le réseau de neurones peut présenter une taille inférieure à 5 kilo-octets et préférentiellement inférieure à 3 kilo-octets. Selon un aspect, le module d’estimation de perte comprend un réseau de neurones, comprenant une centaine à plusieurs centaines de neurones. A titre d’exemple, le réseau de neurones en question peut comprendre moins de 500 neurones, voire de préférence moins de 400 neurones. La mémoire mobilisée est ainsi de petite taille.
Selon un aspect, on filtre et/ou lisse les valeurs de la pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,TKi,X) sur les N séquences d’injection pour utilisation dans le module d’estimation de perte. Pour chaque paramètre, on peut ainsi calculer la moyenne des valeurs constatées ou encore la médiane des valeurs constatées. Ceci confère une robustesse du procédé vis-à-vis de potentielles valeurs aberrantes isolées.
Selon un aspect, la pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,TK,X) comprend un premier paramètre (dP) représentatif d’une augmentation de pression à la fermeture de l’injecteur (‘coup de bélier’ dans le jargon hydraulique).
L’invention vise aussi un système de détermination d’au moins une valeur de débit d’un fluide d’intérêt, ce fluide d’intérêt s’écoulant en utilisation dans un système de motorisation d’un véhicule d’intérêt, ladite valeur de débit n’étant pas mesurée directement par un capteur, le système de motorisation comprenant au moins un réservoir de fluide, une pompe, un organe d’injection de fluide, avec un chemin d’écoulement de fluide depuis la pompe jusqu’à une zone injectée en aval de l’organe d’injection, et une unité de commande électronique apte à commander une ouverture de l’organe d’injection par ailleurs fermé en l’absence de commande, le fluide d’intérêt étant un fluide liquide incompressible ou de faible compressibilité, le système comprenant un module d'estimation de perte hydraulique fournissant en sortie un coefficient de perte hydraulique CP, l'unité de commande électronique étant configurée pour :
/b/- réaliser une pluralité de N séquences d’injection de fluide, au cours desquelles on collecte des valeurs d’une pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X),
Ici- calculer une quantité théorique de fluide injecté au cours de ces N séquences d’injection de fluide, à l’aide d’une partie au moins desdites valeurs de la pluralité de paramètres (P1 ,P0,T,X), /d/- transmettre, au module d’estimation de perte, lesdites valeurs de la pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X), et obtenir, en sortie du module d’estimation de perte, le coefficient de perte CP, lel- calculer une quantité réelle estimée de fluide injecté au cours des N séquences d’injection de fluide, en appliquant le coefficient de perte CP au calcul de la quantité théorique de fluide.
Grâce à ces dispositions, pour le système comme pour le procédé, la quantité théorique calculée peut être corrigée au moyen de la sortie du module d’estimation de perte pour déterminer au plus près la quantité réellement injectée. L’apprentissage a pu être réalisé au préalable, avant l’utilisation effective par le système ci-dessus décrit.
On note que les étapes c/ et d/ peuvent être mises en œuvre en parallèle. S’agissant des valeurs de paramètres, en pratique on utilise les valeurs moyennées sur la pluralité des N séquences (ou la médiane), le procédé est ainsi robuste à une ou deux valeurs erronées ponctuelles.
Selon un aspect, le module d’estimation de perte peut être un module d’estimation de perte à apprentissage supervisé, le procédé comprenant alors une étape préalable:
/a/- réaliser en préalable un apprentissage du module d’estimation de perte à apprentissage supervisé au moyen d’une série d’organes d’injection de test ayant des caractéristiques de section de passage connues, que l’on place tour à tour comme organe d’injection sur un chemin d’écoulement semblable d’un véhicule de test pour simuler la perte hydraulique introduite par l’organe d’injection sur le chemin d’écoulement dans le véhicule d’intérêt en fonction de la pluralité de paramètres, et en mesurant lors d’une séquence d’ouverture de l’organe d’injection de test, les valeurs des paramètres de la pluralité de paramètres, le module d’estimation de perte prenant en entrée ladite pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,TK,X) et fournissant en sortie le coefficient de perte hydraulique CP.
Les conditions de l’apprentissage sont identiques ou similaires à ce qui a été décrit plus haut.
Selon un aspect, le fluide peut être un liquide à base d’urée destiné à réduire les oxydes d’azote. L’invention est ainsi applicable aux systèmes de "réduction catalytique sélective" (SCR) qui réduisent les émissions d'oxydes d'azote.
Selon une autre possibilité, le fluide peut être un carburant ou hydrocarbure destiné à être brûlé dans un moteur à combustion interne.
Selon un aspect, l’organe d’injection est un injecteur à aiguille. Un tel injecteur peut délivrer une petite quantité de liquide avec une grande précision. Un tel injecteur à aiguille possède une bobine qui crée une force électromagnétique lorsqu’elle est parcourue par un courant électrique généré par une unité de commande électronique. On dispose ainsi d’une commande souple et adaptable aux diverses conditions opérationnelles.
Selon un aspect, le module d’estimation de perte peut être réalisé sous forme de réseau de neurones compris dans l'unité de commande électronique. Cette solution est de bonne disponibilité et avantageuse car peu gourmande en ressource de calcul et de mémoire.
L’invention couvre également un procédé de diagnostic d’un système de motorisation d’un véhicule d’intérêt, le système de motorisation comprenant au moins un réservoir de fluide, une pompe, un organe d’injection de fluide, avec un chemin d’écoulement de fluide depuis la pompe jusqu’à une zone injectée en aval de l’organe d’injection, et une unité de commande électronique apte à commander une ouverture de l’organe d’injection par ailleurs fermé en l’absence de commande, le procédé comprenant les étapes suivantes:
- disposer d’un module d’estimation de perte à apprentissage supervisé, prenant en entrée une pluralité de paramètres et fournissant comme sortie un coefficient de perte hydraulique CP relatif à une perte hydraulique introduite par l’organe d’injection de fluide,
/b/- réaliser une pluralité de N séquences d’injection de fluide, au cours desquelles on collecte des valeurs de ladite pluralité de paramètres,
Zd/- transmettre, au module d’estimation de perte, lesdites valeurs de la pluralité de paramètres, et obtenir, en sortie du module d’estimation de perte, le coefficient de perte CP,
Ze’Z comparer le coefficient de perte CP avec une valeur prédéterminée, et générer une alerte lorsque la différence en valeur absolue dépasse un seuil prédéterminé.
Il est ainsi possible de réaliser de la maintenance prédictive, en anticipant un besoin de réparation et/ou remplacement au niveau de l’organe d’injection de fluide.
Ladite valeur prédéterminée est avantageusement une valeur initiale du coefficient de perte CP, éventuellement une valeur moyennée, obtenue en début de vie de l’organe d’injection de fluide, lorsque ce dernier n’a pas encore subi d’usure ou d’encrassement. Le seuil prédéterminé correspond de préférence à un écart de plus ou moins 30%, ou plus ou moins 20%, entre la valeur courante du coefficient de perte CP et ladite valeur prédéterminée correspondant avantageusement à une valeur initiale du coefficient de perte CP.
Les précisions détaillées ci-avant relatives au procédé de détermination d’une quantité injectée d’un fluide d’intérêt s’appliquent également au procédé de diagnostic d’un système de motorisation d’un véhicule d’intérêt. En effet, les deux procédés ont en commun un même concept de base, consistant à estimer, à l’aide d’un module d’estimation de perte à apprentissage supervisé, un coefficient de perte relatif à une perte hydraulique introduite par l’organe d’injection de fluide.
L’invention couvre aussi un système correspondant de diagnostic d’un système de motorisation d’un véhicule d’intérêt.
D’autres aspects, buts et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation de l’invention, donné à titre d’exemple non limitatif. L’invention sera également mieux comprise en regard des dessins joints sur lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement un système d'injection de liquide mettons en œuvre un injecteur commandé,
- la figure 2 représente schématiquement un injecteur aux caractéristiques nominales,
- la figure 3 représente schématiquement un trou d’injecteur avec la présence de dépôts réduisant la section de passage,
- la figure 4 représente schématiquement une coupe d’un organe d’injection,
- la figure 5 représente un bloc diagramme fonctionnelle du système,
- la figure 6 montre une illustration des étapes du procédé,
- la figure 7 représente schématiquement un exemple de réseau de neurone à apprentissage supervisé,
- la figure 8 représente un chronogramme de pression illustrant un saut de pression constaté au moment de la fermeture de l’organe d’injection.
Description détaillée de modes de réalisation
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Pour des raisons de clarté de l'exposé, certains éléments ne sont pas nécessairement représentés à l'échelle.
On s’intéresse aux systèmes et procédés de détermination d’un débit de fluide, notamment un débit de liquide, dans un système de motorisation de véhicule, notamment lorsque ledit débit n’est pas mesuré directement par un capteur. Le véhicule en question peut être une automobile, un camion, un scooter ; l’invention peut être appliquée sans limitation de type de véhicule ou de son type de motorisation, par exemple sur un bateau à moteur.
Le débit et/ou la quantité de fluide liquide délivrés par un organe d’injection doivent être estimés à partir d’autres prises d’informations et/ou d’autres paramètres.
L’organe d’injection dans la présente invention est un injecteur à commande électronique. L’organe d’injection peut être placé dans un état ouvert lorsqu’il excité par un commande électrique fournie par une unité de commande électronique. Par ailleurs, en l’absence de commande électrique, l’organe d’injection est fermé.
Par exemple, en référence à la figure 4, il peut être prévu une aiguille 15 déplaçable par rapport à un siège d’orifice 14. En l’absence de commande électrique, l’aiguille porte sur le siège, l’aiguille obturant ainsi l’orifice 16 (ou les orifices) et l’organe d’injection est fermé. En présence de commande électrique, l’aiguille est soulevée par rapport au siège, l’aiguille libérant ainsi un passage au travers de l’orifice (ou des orifices) et l’organe d’injection est dit ouvert.
L’orifice (ou les orifices) 16 de l’organe d’injection ou le siège susmentionné peuvent être sujets à des phénomènes d’encrassement ou de dépôts solides 18 réduisant la section de passage, cf figure 3.
A l’inverse, on peut constater dans certains cas une érosion des parois de l’orifice (ou des orifices) augmentant la section de passage. Cette érosion peut être due à de la cavitation ou à une altération du matériau.
Dans l’exemple illustré, le fluide d’intérêt est un fluide liquide. Le fluide liquide est ici considéré incompressible. Généralement, le fluide liquide peut présenter une faible compressibilité.
Selon un exemple, le fluide d’intérêt est un liquide à base d’urée destiné à réduire les oxydes d’azote dans un système dit ‘SCR’ susmentionné. Le liquide à base d’urée est injecté dans un réducteur catalytique. Selon un autre exemple, le fluide d’intérêt est un liquide à base d’hydrocarbures destiné à être injecté dans une chambre de combustion.
Comme illustré en Figure 1 , le système de motorisation mis en jeu dans la présente invention comprend au moins un réservoir de fluide 3, une pompe 2, et un organe d’injection de fluide 1 du type évoqué précédemment. Il est prévu une conduite 21 pour relier fluidiquement la sortie de la pompe à l’organe d’injection de manière à canaliser le fluide sous pression P1 depuis la pompe vers l’organe d’injection 1.
On définit ainsi un chemin d’écoulement de fluide depuis la pompe jusqu’à une zone injectée 4 en aval de l’organe d’injection. La pression qui règne en aval de l’organe d’injection est notée PO.
Système - généralités
Le système comprend en outre une unité de commande électronique 5 apte à commander une ouverture de l’organe d’injection. Dans le cas d’un injecteur à aiguille 15, l’unité de commande électronique 5 commande une bobine d’injecteur 13.
La pompe 2 peut être intégrée au réservoir 3. En alternative, la pompe 2 peut être dissociée du réservoir.
Il est prévu un capteur de pression 6 pour mesurer la pression P1 en sortie de pompe. Ce capteur de pression est agencé en sortie de pompe ou sur la conduite 21.
Dans les applications visées de type SCR, la pression P1 est comprise entre 2 bars et 8 bars. Dans d’autres applications, la pression P1 peut être comprise entre 5 bars et 100 bars. Des pressions plus élevées ne sont pas non plus exclues du champ d’application de la présente invention, par exemple jusqu’à 500 bar.
Selon une implémentation, la pompe 2 est commandée dans un mode permanent, à savoir elle tourne avant la commande de l’injecteur et continue à tourner pendant la commande de l’injecteur, et même après la commande de l’injecteur. Selon une autre implémentation, la pompe est commandée dans un mode dit ‘à la demande’, à savoir juste avant et pendant le cycle de commande de l’injecteur.
Par exemple, pour l’application SCR, il est habituel de prévoir un groupe de plusieurs cycles d’injections rapprochés dans le temps pour générer une combustion des oxydes d’azote. Suite à quoi, le filtre étant régénéré et il n’est plus nécessaire d’injecter de l’urée ; par conséquent, l’injecteur peut rester fermé au repos pendant un temps de plusieurs minutes ou une distance parcourue par le véhicule de plusieurs kilomètres. Donc la pompe peut rester à l’arrêt entre les groupes de cycles d’injection.
Il est prévu un autre capteur de pression 7 pour mesurer la pression PO dans la zone injectée.
Il est prévu optionnellement un capteur de température 8 pour mesurer la température du fluide, par exemple la température du fluide dans le réservoir 3.
Dans une première configuration, la conduite 21 dessert un seul organe d’injection.
Dans une seconde configuration, la conduite 21 forme un collecteur et dessert une pluralité d’organes d’injection, lesquels sont commandés en mode séquentiel, i.e. un seul à la fois. La conduite 21 est dépourvue d’organe permettant une mesure directe d’un débit de liquide ou d’une quantité délivrée par l’organe d’injection.
On s’intéresse dans la suite à la façon de déterminer au mieux une valeur de débit du fluide d’intérêt dans un véhicule d’intérêt. Dans un exemple, le véhicule d’intérêt est un véhicule particulier parmi un ensemble de véhicules fabriqués en série en moyenne ou grande quantité. On trouve dans ce véhicule d’intérêt le système de motorisation décrit plus haut avec réservoir, pompe et organe(s) d’injection.
En outre, l’unité de commande électronique 5 comprend un module de calcul algorithmique basé sur un modèle physique (MP), ce module est repéré 51 en figure 5.
Apprentissage du module d’estimation de perte
Au préalable, on a réalisé sur un véhicule de test semblable ou similaire au véhicule d’intérêt, des tests et mesures sur le chemin d’écoulement. Ces tests ont pour but de réaliser un apprentissage d’un module d’estimation de perte à apprentissage supervisé 52 qui sera utilisé sur le véhicule d’intérêt.
Ces tests d’apprentissage sont réalisés au moyen d’une série d’organes d’injection de test ayant des caractéristiques de section de passage connues et variées. Les organes d’injection de test peuvent avoir une section de passage plus petite que la section de passage nominale, ou à l’inverse une section de passage plus grande que la section de passage nominale.
On place tour à tour comme organe d’injection sur le véhicule de test un des organes d’injection de test pour mesurer la perte hydraulique introduite par l’organe d’injection de test. Pour chacun des organes d’injection de test, on l’active et on mesure un ensemble de paramètres. Cet ensemble de paramètres comprend au moins:
- Pression P1
- Pression PO
- Saut de pression dP à la fermeture de l’organe d’injection. Ce saut de pression est appelé dans le jargon hydraulique le ‘coup de bélier’. Il s’agit d’un transitoire assez court.
- Température du fluide TKi (TK1 , TK2, TK3 pris respectivement en différents lieux).
- QMES Quantité mesurée du fluide effectivement injecté.
La quantité mesurée QMES peut être effectivement mesurée car ces tests et essais sont réalisés avec des moyens de laboratoire sur le véhicule d’essais.
L’organe d’injection de test simule un comportement non nominal sur le chemin d’écoulement dans le véhicule d’intérêt en fonction de la pluralité de paramètres.
Chacun des organes d’injection de test présente une section de passage différente de manière à couvrir assez largement le spectre des évolutions de section de passage qui peuvent être rencontrés sur les véhicules de série.
Dans un exemple, on utilise un module d’estimation de perte à apprentissage supervisé. On place un organe d’injection de test et on mesure la quantité injectée ainsi que les paramètres dP,P1 ,P0,T. Puis on recommence avec un autre organe d’injection de test. Pour une sortie du module d’estimation appelée coefficient de perte hydraulique noté CP, on calcule une fonction de coût que l’on minimise au fur et à mesure de l’apprentissage.
Ainsi, en mode opérationnel, le module d’estimation de perte prendra en entrée ladite pluralité de paramètres et fournira en sortie le coefficient de perte hydraulique noté CP.
Le module d’estimation de perte comprend un réseau de neurones. Les coefficients des nœuds du réseau de neurones sont ajustés par le processus d’apprentissage à rétro-propagation basé sur un fonction d’erreur (cost function). Par exemple la fonction d’erreur peut être basée sur QMES - CP x QTH
Comme illustré en Figure 1 , la taille du réseau de neurones est modérée. En termes de structure, le réseau de neurones peut comprendre deux couches cachées, avec 10 à 12 neurones pour chaque couche cachée 42,43. Généralement on peut choisir le nombre total de neurones comme étant inférieur à 500, de préférence inférieur à 400. Ainsi le temps de calcul est très petit et la fréquence de répétition du calcul peut être élevée.
Aussi, la taille mémoire occupée par le réseau de neurones est très modeste. Le réseau de neurones peut présenter une taille inférieure à 5 kilo-octets et préférentiellement inférieure à 3 kilo-octets.
Toutefois, le principe de l’invention peut être utilisé pour des tailles de réseau de neurones plus grandes.
Estimation opérationnelle sur véhicule d’intérêt
L’unité de commande électronique est configurée pour mettre en œuvre les étapes suivantes :
/b/ réaliser une pluralité de N séquences d’injection de fluide, au cours desquelles on collecte des valeurs d’une pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X),
Ici- calculer une quantité théorique de fluide injecté au cours de ces N séquences d’injection de fluide, à l’aide d’une partie au moins desdites valeurs de la pluralité de paramètres (P1 ,P0,T,X),
/d/- transmettre, au module d’estimation de perte, lesdites valeurs de la pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X), et obtenir, en sortie du module d’estimation de perte, le coefficient de perte CP, le/- calculer une quantité réelle estimée de fluide injecté au cours des N séquences d’injection de fluide, en appliquant le coefficient de perte CP au calcul de la quantité théorique de fluide.
A l’étape lai, les valeurs des différents paramètres sont échantillonnées par les capteurs de pression 6,7 et par le capteur de température 8. L’échantillonnage peut être assez rapide notamment pour la mesure de la pression P1. A l’inverse les mesures de température ne nécessitent pas d’échantillonnage rapide.
Pour la mesure de la pression P1 , afin de capter les caractéristiques du coup de bélier, le capteur doit être un capteur rapide et l’échantillonnage permet de prélever au moins 50 échantillons par milliseconde (au moins 50 kHz). Selon un exemple, l’échantillonnage permet de prélever au moins 100 échantillons par milliseconde (au moins 100 kHz sur la chaine de captation et digitalisation). La figure 8 illustre un exemple de forme d’onde de surpression correspondant au coup de bélier à la fermeture de l’injecteur. En réalité, les caractéristiques de ce chronogramme reflètent l’état de la section de passage du liquide. Optionnellement, d’autres paramètres additionnels Y peuvent être pris en compte comme le temps écoulé depuis la précédente série d’injection, la température extérieure, le kilométrage du véhicule, etc...
Selon un exemple, la quantité théorique de fluide notée QTH peut être calculée comme suit, en faisant appel à un modèle dit de Bernoulli pour un fluide incompressible : [Math
Figure imgf000013_0001
Dans cette formule : p est la densité ou masse volumique du fluide,
P1 est la pression en sortie de pompe,
PO est la pression dans la zone injectée 4,
A est une section caractéristique de la section de passage,
Ti est la durée d’injection, pour un cycle de commande de l’injecteur, d’indice i, N le nombre d’injections.
QTH est une quantité massique. Cette quantité correspond à la quantité nominale pour un injecteur neuf. Ce calcul correspond à l’étape /c/ du procédé promu. QTH est calculé par le module MP 51.
Il faut relever que les caractéristiques du coup de bélier n’apparaissent pas dans la formule ci-dessus; la pression P1 est une pression moyenne et le saut de pression n’intervient que marginalement dans la formule ci-dessus.
A l’inverse, à l’étape /d/, le module d’estimation de perte prend comme entrées, non seulement les paramètres P1 ,P0 évoqués ci-dessus mais aussi caractéristiques du saut de pression dP (coup de bélier). Les caractéristiques du saut de pression dP comprennent au moins la hauteur de saut dP1 et la durée Tr, comme ceci est illustré sur la figure 8.
Le module d’estimation de perte, dont l’apprentissage supervisé a été réalisé auparavant, délivre maintenant sa sortie sous forme du coefficient de perte CP.
Selon un exemple simple, on calcule la quantité réelle estimée de fluide injecté, notée QRE, en multipliant la quantité théorique de fluide notée QTH par le coefficient de perte CP issu du module d’estimation de perte. Donc dans ce cas, QRE = CP x QTH.
Selon une formulation générique, on calcule la quantité réelle estimée de fluide, en appliquant le coefficient de perte CP au calcul de la quantité théorique de fluide selon une fonction de correction F, comme, par exemple, exprimé comme suit :
QRE = F(QTH, CP). Si N injections sont pratiquées, chacune ayant un indice ‘i’ et une durée Ti, les quantités théoriques et réelles corrigées (QTH.QRE) sont calculées comme une sommation sur l’indice T.
Si tous les Ti sont les mêmes alors le calcul de QTH se simplifie en : [Math 3]
QTH = N Ti v;p( P 1 - PO) A.
En pratique on prend pour P1 soit la moyenne soit la médiane des valeurs collectées au long des N injections. De même on prend pour PO soit la moyenne soit la médiane des valeurs collectées au long des N injections. De même on prend pour caractéristiques du saut de pression dP, i.e. dP1 et Tr, soit la moyenne soit la médiane des valeurs collectées au long des N injections.
Selon une option, une alerte est activée si le coefficient de perte CP est inférieur à un seuil prédéterminé CPS1. Par exemple, le seuil CPS1 est compris entre 0,5 et 0,75, cette valeur étant dépendante de l’organe d’injection de fluide.
Le seuil CPS1 est avantageusement fonction d’une valeur du coefficient de perte en début de vie, par exemple la valeur initiale du coefficient de perte CP, ou une valeur moyennée, obtenue en début de vie de l’organe d’injection de fluide lorsque ce dernier n’a pas encore subi d’usure ou d’encrassement. Par exemple, le seuil CPS1 est égal au coefficient de perte en début de vie, diminué d’une quantité prédéterminée, par exemple 20%.
En complément ou en variante, une alerte est activée si le coefficient de perte CP est supérieur à un seuil prédéterminé CPS2. Le seuil CPS2 est avantageusement fonction dudit coefficient de perte en début de vie. Par exemple, le seuil CPS2 est égal au coefficient de perte en début de vie, augmenté d’une quantité prédéterminée, par exemple 20%.
En tout état de cause, une alerte peut être activée si une variation de la valeur du coefficient de perte CP, après un nombre d’injections prédéterminé, est supérieure à un seuil de variation prédéterminé.
On réalise ainsi un diagnostic d’un système de motorisation d’un véhicule d’intérêt, permettant de détecter en avance un besoin de maintenance sur l’organe d’injection de fluide (maintenance prédictive).
Le cas échéant, les étapes /c/ de calcul d’une quantité théorique de fluide injecté et /e/ de calcul d’une quantité réelle estimée de fluide injecté ne sont pas mises en œuvre, le diagnostic seul étant mis en œuvre.
Système de commande
L’unité de commande électronique 5 comprend un microcontrôleur, une zone mémoire non volatile, des convertisseurs analogique-digital pour acquérir les paramètres de pression et de température.
Comme visible en figure 1 , l’unité de commande électronique 5 comprend au moins une sortie 55 pour commander la bobine 13 de l’injecteur.
Comme schématisé en figure 5, l’unité de commande électronique 5 réalise le calcul de la quantité théorique injectée, sur la base des temps d’ouverture Ti. Ceci est représenté comme le module 51 déjà discuté et visible en figure 5.
Par ailleurs, l’unité de commande électronique 5 comprend le module d'estimation de perte 52. Pour chaque cycle unitaire d’injection ou chaque groupe de cycles d’injection, le module d'estimation de perte fournit le coefficient de perte CP et l’unité de commande électronique 5 utilise cette sortie pour le cas échéant générer une alerte destinée au conducteur ou au service de maintenance du véhicule.
L’unité de commande électronique 5 réalise le calcul de la quantité réelle estimée (étape /e/). L’ensemble des étapes est illustré en figure 6.
Concernant le réseau de neurone 40, illustré en figure 7, il a de préférence une structure simple, avec une sortie monodimensionnelle, en l’occurrence le coefficient CP. La couche d’entrée comprend un certain nombre de paramètres X1 , X2, X3, Xi, Xm. Le nombre m d’entrées peut être de l’ordre de 10.
Le réseau de neurone 40, comprend 1 à 3 couches intermédiaires 42 43, dites aussi couches cachées, par exemple de même dimension que le vecteur d’entrée.
Ainsi, la taille du réseau de neurone 40 est réduite. Par exemple le nombre de nœuds peut être de l’ordre de 30 et le nombre de neurones/liens voisin de 300, et donc inférieur à 400 comme déjà évoqué plus haut. Chaque paramètre peut être stocké sur 4 octets, ce qui donne les tailles mémoire modeste évoquées plus haut.
Autres points
Le véhicule de test peut être du même type que les véhicules cibles où le procédé présenté ci-dessus est utilisé à grande échelle. Toutefois, on note le véhicule de test peut être d’un type différent de celui des véhicules cibles, dans la mesure où le chemin d'écoulement et l'organe d'injection présentent une certaine similitude entre le véhicule de test et les véhicules cibles.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de détermination d’une quantité injectée d’un fluide d’intérêt dans un système de motorisation d’un véhicule d’intérêt, ladite quantité n’étant pas mesurée directement par un capteur, le système de motorisation comprenant au moins un réservoir de fluide (3), une pompe (2), un organe d’injection de fluide (1), avec un chemin d’écoulement de fluide depuis la pompe jusqu’à une zone injectée (4) en aval de l’organe d’injection, et une unité de commande électronique (5) apte à commander une ouverture de l’organe d’injection par ailleurs fermé en l’absence de commande, le procédé comprenant les étapes suivantes:
- disposer d’un module d’estimation de perte (52) à apprentissage supervisé (RNN, IA), prenant en entrée une pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X) et fournissant comme sortie un coefficient de perte hydraulique CP relatif à une perte hydraulique introduite par l’organe d’injection de fluide (1),
/b/- réaliser une pluralité de N séquences d’injection de fluide, au cours desquelles on collecte des valeurs de ladite pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X), Ici- calculer une quantité théorique (QTH) de fluide injecté au cours de ces N séquences d’injection de fluide, à l’aide d’une partie au moins desdites valeurs de la pluralité de paramètres (P1 ,P0,T,X), le calcul théorique faisant appel à un modèle dit de Bernoulli pour un fluide incompressible, /d/- transmettre, au module d’estimation de perte (52), lesdites valeurs de la pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X), et obtenir, en sortie du module d’estimation de perte, le coefficient de perte CP,
/e/- calculer une quantité réelle estimée (QRE) de fluide injecté au cours des N séquences d’injection de fluide, en appliquant le coefficient de perte CP au calcul de la quantité théorique de fluide.
2. Procédé selon la revendication 1 , comprenant une étape préalable :
/a/- réaliser en préalable un apprentissage du module d’estimation de perte à apprentissage supervisé (RNN, IA) au moyen d’une série d’organes d’injection de test ayant des caractéristiques de section de passages connues, que l’on place tour à tour comme organe d’injection sur un chemin d’écoulement semblable d’un véhicule de test pour simuler la perte hydraulique introduite par l’organe d’injection sur le chemin d’écoulement dans le véhicule d’intérêt en fonction de la pluralité de paramètres, et en mesurant lors d’une séquence d’ouverture de l’organe d’injection, les valeurs des paramètres de la pluralité de paramètres, le module d’estimation de perte prenant en entrée ladite pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X) et fournissant en sortie le coefficient de perte hydraulique CP.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel à l’étape /e/ on applique le coefficient de perte CP en le multipliant au calcul de la quantité théorique (QTH) de fluide pour obtenir la quantité réelle estimée (QRE) de fluide injecté au cours des N séquences d’injection de fluide.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le coefficient de perte CP est compris entre 0 et 1.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel une alerte est activée si le coefficient de perte CP est inférieur à un premier seuil prédéterminé et/ou supérieur à un second seuil prédéterminé.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel une alerte est activée si une variation de la valeur du coefficient de perte CP, après un nombre d’injections prédéterminé, est supérieure à un seuil de variation prédéterminé.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le module d’estimation de perte comprend un réseau de neurones, et de préférence le réseau de neurones occupant une taille mémoire inférieure à 5 kilo-octets.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel on filtre et/ou on lisse les valeurs de la pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X) sur les N séquences d’injection pour utilisation dans le module d’estimation de perte.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X) comprend un premier paramètre (dP) représentatif d’une augmentation de pression à la fermeture de l’injecteur.
10. Système de détermination d’une quantité injectée d’un fluide d’intérêt, ce fluide d’intérêt s’écoulant en utilisation dans un système de motorisation d’un véhicule d’intérêt, ladite quantité n’étant pas mesurée directement par un capteur, le système de motorisation comprenant au moins un réservoir de fluide (3), une pompe (2), un organe d’injection de fluide (1), avec un chemin d’écoulement de fluide depuis la pompe jusqu’à une zone injectée (4) en aval de l’organe d’injection, et une unité de commande électronique (5) apte à commander une ouverture de l’organe d’injection par ailleurs fermé en l’absence de commande, le fluide d’intérêt étant un fluide liquide incompressible ou de faible compressibilité, le système comprenant un module d'estimation de perte hydraulique (52) à apprentissage supervisé (RNN, IA), prenant en entrée une pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X) et fournissant en sortie un coefficient de perte hydraulique CP relatif à une perte hydraulique introduite par l’organe d’injection de fluide (1), l'unité de commande électronique (5) étant configurée pour :
/b/- réaliser une pluralité de N séquences d’injection de fluide, au cours desquelles on collecte des valeurs de ladite pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X), Ici- calculer une quantité théorique (QTH) de fluide injecté au cours de ces N séquences d’injection de fluide, à l’aide d’une partie au moins desdites valeurs de la pluralité de paramètres (P1 ,P0,T,X), le calcul théorique faisant appel à un modèle dit de Bernoulli pour un fluide incompressible,
/d/- transmettre, au module d’estimation de perte, lesdites valeurs de la pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X), et obtenir, en sortie du module d’estimation de perte, le coefficient de perte CP,
/e/- calculer une quantité réelle estimée de fluide injecté au cours des N séquences d’injection de fluide, en appliquant le coefficient de perte CP au calcul de la quantité théorique de fluide.
11. Système selon la revendication 10, dans lequel il est prévu un apprentissage du module d’estimation de perte à apprentissage supervisé (RNN, IA), préalable à une utilisation effective, au moyen d’une série d’organes d’injection de test ayant des caractéristiques de section de passages connues, que l’on place tour à tour comme organe d’injection sur un chemin d’écoulement semblable d’un véhicule de test pour simuler la perte hydraulique introduite par l’organe d’injection sur le chemin d’écoulement dans le véhicule d’intérêt en fonction de la pluralité de paramètres, et en mesurant lors d’une séquence d’ouverture de l’organe d’injection, les valeurs des paramètres de la pluralité de paramètres, le module d’estimation de perte prenant en entrée ladite pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X) et fournissant en sortie le coefficient de perte hydraulique CP.
12. Système selon l'une des revendications 10 à 11 , dans lequel le fluide est un liquide à base d’urée destiné à réduire les oxydes d’azote.
13. Système selon l'une des revendications 10 à 12, dans lequel l’organe d’injection est un injecteur à aiguille.
14. Système selon l'une des revendications 10 à 13, dans lequel le module d’estimation de perte est réalisé sous forme de réseau de neurones compris dans l'unité de commande électronique (5).
15. Procédé de diagnostic d’un système de motorisation d’un véhicule d’intérêt, le système de motorisation comprenant au moins un réservoir de fluide (3), une pompe (2), un organe d’injection de fluide (1), avec un chemin d’écoulement de fluide depuis la pompe jusqu’à une zone injectée (4) en aval de l’organe d’injection, et une unité de commande électronique (5) apte à commander une ouverture de l’organe d’injection par ailleurs fermé en l’absence de commande, le procédé comprenant les étapes suivantes:
- disposer d’un module d’estimation de perte (52) à apprentissage supervisé (RNN, IA), prenant en entrée une pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X) et fournissant comme sortie un coefficient de perte hydraulique CP relatif à une perte hydraulique introduite par l’organe d’injection de fluide (1),
/b/- réaliser une pluralité de N séquences d’injection de fluide, au cours desquelles on collecte des valeurs de ladite pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X),
/d/- transmettre, au module d’estimation de perte (52), lesdites valeurs de la pluralité de paramètres (dP,P1 ,P0,T,X), et obtenir, en sortie du module d’estimation de perte, le coefficient de perte CP,
/e7 comparer le coefficient de perte CP avec une valeur prédéterminée, et générer une alerte lorsque la différence en valeur absolue dépasse un seuil prédéterminé.
PCT/EP2023/075097 2022-09-22 2023-09-13 Procede de determination d'un debit de fluide dans un systeme de motorisation de vehicule WO2024061701A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2209609 2022-09-22
FR2209609A FR3140163A1 (fr) 2022-09-22 2022-09-22 Procédé de détermination d’un débit de fluide dans un système de motorisation de véhicule

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024061701A1 true WO2024061701A1 (fr) 2024-03-28

Family

ID=84362343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/075097 WO2024061701A1 (fr) 2022-09-22 2023-09-13 Procede de determination d'un debit de fluide dans un systeme de motorisation de vehicule

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3140163A1 (fr)
WO (1) WO2024061701A1 (fr)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050103312A1 (en) * 2003-11-17 2005-05-19 Denso Corporation Fuel injection system for an internal combustion engine
US20100205937A1 (en) * 2007-09-14 2010-08-19 Inergy Automative Systems Research (Societe Anonyme) Method and system for injecting a liquid
US7938101B2 (en) * 2009-02-11 2011-05-10 GM Global Technology Operations LLC Adaptive control of fuel delivery in direct injection engines
FR3053396A1 (fr) * 2016-06-30 2018-01-05 Safran Aircraft Engines Dispositif de dosage de carburant et procede associe
US11313292B1 (en) * 2021-03-25 2022-04-26 Real Time Automated Technologies Llc Methods and systems for real-time dosing of additives into a fuel supply unit
US20220145840A1 (en) * 2020-11-11 2022-05-12 Robert Bosch Gmbh Method for ascertaining a variable characterizing a flow rate of a fuel injector

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07270211A (ja) * 1994-03-29 1995-10-20 Tatsuno Co Ltd 液化ガス計量装置
WO2006020870A1 (fr) * 2004-08-13 2006-02-23 Entegris, Inc. Systeme et procede d'etalonnage d'un dispositif d'ecoulement
US9885447B2 (en) * 2012-11-29 2018-02-06 Chart Inc. Metering system and method for cryogenic liquids

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050103312A1 (en) * 2003-11-17 2005-05-19 Denso Corporation Fuel injection system for an internal combustion engine
US20100205937A1 (en) * 2007-09-14 2010-08-19 Inergy Automative Systems Research (Societe Anonyme) Method and system for injecting a liquid
US7938101B2 (en) * 2009-02-11 2011-05-10 GM Global Technology Operations LLC Adaptive control of fuel delivery in direct injection engines
FR3053396A1 (fr) * 2016-06-30 2018-01-05 Safran Aircraft Engines Dispositif de dosage de carburant et procede associe
US20220145840A1 (en) * 2020-11-11 2022-05-12 Robert Bosch Gmbh Method for ascertaining a variable characterizing a flow rate of a fuel injector
US11313292B1 (en) * 2021-03-25 2022-04-26 Real Time Automated Technologies Llc Methods and systems for real-time dosing of additives into a fuel supply unit

Also Published As

Publication number Publication date
FR3140163A1 (fr) 2024-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2758366A1 (fr) Procede de regulation des quantites de carburant injectees par des injecteurs d'un moteur a combustion interne
EP1242723B1 (fr) Procede de diagnostic d'un systeme d'echappement de moteur a combustion
FR2981697A1 (fr) Procede et dispositif d'adaptation d'une regulation lambda
FR3050768B1 (fr) Procede de diagnostic du fonctionnement d'un injecteur de moteur diesel d'un vehicule automobile
FR2939474A1 (fr) Procede et dispositif de diagnostic de l'etat de fonctionnement d'un filtre a particules
EP2520785A2 (fr) Procedé d'estimation de la dilution du carburant dans l'huile d'un moteur à combustion interne
EP1103702B1 (fr) Procédé de gestion du fonctionnement d'un filtre à particules et d'un moteur à combustion interne
EP2619426B1 (fr) Procede d'estimation adaptative d'une charge courante en suie d'un filtre a particules
EP2179149B1 (fr) Procede et dispositif de diagnostic de l'etat de fonctionnement d'une ligne d'echappement d'un moteur a combustion interne
FR3022606A1 (fr) Procede de determination du point d'ouverture d'une vanne
WO2024061701A1 (fr) Procede de determination d'un debit de fluide dans un systeme de motorisation de vehicule
EP1591638B1 (fr) Procédé de détermination de la charge d'un filtre à particule
WO2020193795A1 (fr) Determination d'une derive du debit statique de carburant d'un injecteur piezo-electrique d'un moteur thermique de vehicule automobile
WO2009019345A1 (fr) Procede et dispositif pour diagnostiquer une fuite d'injecteur dans un moteur a combustion interne
FR2850710A1 (fr) Procede de commande d'un moteur a combustion interne
FR2898936A1 (fr) Procede d'estimation de la richesse d'un melange air/carburant
EP2507491B1 (fr) Système et procédé d'estimation de la masse de particules stockées dans un filtre a particules de véhicule automobile
EP3008315B1 (fr) Procédé de diagnostic de l'état de fonctionnement d'injecteurs de carburant dans un moteur à combustion interne, moteur à combustion interne et véhicule automobile utilisant un tel procédé
EP1597468B1 (fr) Procede de determination du gain d'un injecteur de carburant
WO2020048769A1 (fr) Procédé de distribution de carburant
FR3081030A1 (fr) Surveillance dynamique du debit d'additif liquide injecte dans un systeme de traitement des gaz d'echappement d'un vehicule automobile
FR3073428B1 (fr) Procede d’adaptation de l’additivation aux emissions pour aide a la regeneration d’un filtre a particules
EP2650516B1 (fr) Procédé d'estimation de la richesse dans un moteur à combustion de véhicule automobile
FR2998000A1 (fr) Procede d'estimation et de diagnostic du dosage des suies dans un systeme de filtre a particules additive
WO2022017759A1 (fr) Procede, produit programme et calculateur pour estimer le debit statique d'un injecteur piezo electrique

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23769200

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1