FR2992361A1 - Method for controlling multi-cylinder thermal engine in car, involves determining corrected richness from reference cylinder richness and number of effective cylinders, where corrected richness complies with exhaust richness - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE COMMANDE D'UN MOTEUR THERMIQUE Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte au contrôle des moteurs thermiques et plus particulièrement aux moteurs thermiques dont le nombre de cylindres participant à la combustion peut être modifié. Arrière-plan technologique Les contraintes sur les normes européennes et internationales sur les émissions de polluants et de gaz à effet de serre devenant de plus en plus sévères, il est plus que jamais indispensable de rechercher de nouvelles voies pour limiter les émissions à la source des moteurs à combustion interne. Une voie évidente pour limiter les émissions de polluant est de réduire la consommation de carburant.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the control of heat engines and more particularly to thermal engines whose number of cylinders participating in the combustion can be modified. Technological background Since the constraints on European and international standards on pollutant and greenhouse gas emissions are becoming more and more severe, it is more important than ever to look for new ways to limit emissions at the source of the emissions. internal combustion engines. One obvious way to limit pollutant emissions is to reduce fuel consumption.
Dans le cas des véhicules à moteurs à combustion interne, afin de réduire la consommation de carburant il est connu de procéder à la coupure d'injection de carburant dans tous les cylindres au cours de situation de vie déterminée du véhicule. Le document FR2466625A1 propose par exemple d'effectuer l'arrêt de l'alimentation en carburant du moteur quand celui-ci ralentit.In the case of vehicles with internal combustion engines, in order to reduce fuel consumption, it is known to proceed with the fuel injection cut-off in all the cylinders during the determined life situation of the vehicle. The document FR2466625A1 proposes, for example, stopping the supply of fuel to the engine when the latter slows down.
Il est aussi connu de procéder à la coupure d'injection de carburant dans une partie des cylindres du moteur au cours de situation de vie déterminée du véhicule. Cependant, la coupure d'injection de carburant dans une partie des cylindres, encore désigné coupure d'injection sélective présente l'inconvénient de créer des discontinuités de couple et donc des ressentis d'à-coups du conducteur. On connait par exemple le document US20110083639A1 dans lequel est proposé un dispositif de contrôle d'un moteur à combustion interne dans lequel il est prévu de couper l'injection dans un nombre déterminé de cylindres en cas de détection de décélération.It is also known to proceed with the fuel injection cut-off in part of the engine cylinders during the determined life situation of the vehicle. However, the fuel injection cut in a portion of the cylinders, still designated selective injection cutoff has the disadvantage of creating discontinuities of torque and therefore the jerk of the driver. For example, US20110083639A1 discloses a device for controlling an internal combustion engine in which it is intended to cut off the injection in a given number of cylinders in the event of deceleration detection.
Cependant, lorsque l'injection d'une partie des cylindres du moteur est coupée, le ou les cylindres sans injection envoient de l'air directement à l'échappement. Cet excès d'air a pour conséquence de modifier la richesse à l'échappement : la richesse à l'échappement est naturellement plus pauvre. Cette modification de la richesse à l'échappement est pénalisante dans le cas d'un moteur à combustion relié à une ligne d'échappement comprenant un catalyseur. Dans ce cas, en effet, une richesse à l'échappement pauvre, en raison de la présence habituelle d'hydrocarbures imbrulés, génère des surchauffes du catalyseur. De plus celui-ci ne fonctionnant pas sous la richesse optimale requise de 1 son efficacité de dépollution est réduite. Le document US20110083639A1 se propose de désactiver les soupapes d'admission et d'échappement des cylindres coupés de sorte que ces cylindres n'envoient pas d'air à l'échappement. Une telle solution présente l'inconvénient de nécessiter un dispositif et un procédé complexe de désactivation de soupape d'être complexe. Un but de la présente invention est de proposer un procédé qui permet de réaliser simplement des économies de carburant tout en évitant les discontinuités de couple lors des coupures de cylindres.However, when the injection of a portion of the engine cylinders is cut, the cylinder or cylinders without injection send air directly to the exhaust. This excess air has the effect of modifying the richness in the exhaust: the richness in the exhaust is naturally poorer. This modification of the exhaust richness is disadvantageous in the case of a combustion engine connected to an exhaust line comprising a catalyst. In this case, in fact, a poor exhaust richness, due to the usual presence of unburned hydrocarbons, generates overheating of the catalyst. In addition, this one does not work under the optimum richness required of 1 its effectiveness of depollution is reduced. The document US20110083639A1 proposes to disable the intake and exhaust valves of the cut cylinders so that these cylinders do not send air to the exhaust. Such a solution has the disadvantage of requiring a device and a complex valve deactivation process to be complex. An object of the present invention is to provide a method that allows for simple fuel savings while avoiding discontinuities in torque during cylinder cuts.
L'invention porte ainsi sur un procédé de commande d'un moteur thermique multicylindres relié à une ligne d'échappement des gaz de combustion produits par le moteur dans lequel on détermine une richesse cylindre de référence à appliquer au nombre total de cylindres du moteur permettant de respecter une richesse à l'échappement requise, on détermine un nombre de cylindres effectifs participant à la combustion, caractérisé en ce que lorsque le nombre de cylindres effectif déterminé est inférieur au nombre total de cylindres du moteur, on détermine à partir de la richesse cylindre de référence et du nombre de nombre de cylindres effectifs une richesse corrigée que l'on applique aux cylindres participant à la combustion, la richesse cylindre corrigée étant déterminée de manière à respecter la richesse à l'échappement requise. De préférence, la richesse cylindre corrigée est déterminée en répartissant sur le nombre de cylindres effectifs participant à la combustion la quantité de carburant prévue pour obtenir la richesse cylindre de référence avec le nombre total de cylindres.The invention thus relates to a method of controlling a multi-cylinder heat engine connected to an exhaust line of the combustion gases produced by the engine in which a reference cylinder richness is determined to be applied to the total number of engine cylinders allowing to respect a richness at the required exhaust, a number of effective cylinders participating in the combustion is determined, characterized in that when the effective number of cylinders determined is lower than the total number of cylinders of the engine, it is determined from the richness reference cylinder and number of effective cylinders a corrected richness that is applied to the cylinders participating in the combustion, the corrected cylinder richness being determined so as to respect the required exhaust richness. Preferably, the corrected cylinder richness is determined by distributing on the number of effective cylinders participating in the combustion the amount of fuel provided to obtain the reference cylinder richness with the total number of cylinders.
Dans une variante, la richesse cylindre corrigée est ajustée cylindre à cylindre afin de compenser des dispersions de fabrication du moteur. Dans une autre variante, la richesse cylindre de référence est choisie parmi une première richesse déterminée pour assurer la meilleure combustion, une seconde richesse déterminée pour garantir la protection thermique des composants, une troisième richesse déterminée pour assurer la meilleure dépollution. De préférence, lorsque la richesse cylindre corrigée est supérieure ou égale à la richesse maximum d'inflammabilité du mélange carburé, alors la richesse corrigée est fixée à la richesse maximum d'inflammabilité.In a variant, the corrected cylinder richness is adjusted cylinder to cylinder in order to compensate for engine manufacturing dispersions. In another variant, the reference cylinder richness is selected from a first determined wealth to ensure the best combustion, a second wealth determined to ensure the thermal protection of the components, a third wealth determined to ensure the best cleanup. Preferably, when the corrected cylinder richness is greater than or equal to the maximum flammability of the fuel mixture, then the corrected richness is fixed at the maximum flammability.
L'invention porte aussi sur un véhicule automobile comprenant un moteur thermique multicylindres relié à une ligne d'échappement des gaz de combustion produits par le moteur, caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur configuré pour mettre en oeuvre un procédé selon l'une quelconque des variantes précédemment décrites. Brève description des dessins D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : - La figure 1 est un schéma de principe de présentant la stratégie d'adaptation de la richesse avec coupure sélective de cylindres. - La figure 2 est une représentation schématique plus détaillée du bloc de pilotage du nombre de cylindre participant à la combustion. 15 Description détaillée Sur la figure 1 est désigné en référence 1 un moteur thermique multicylindres relié à une ligne d'échappement 2 des gaz de combustion produits par le moteur 1. Sur la figure 1, le 20 moteur thermique 1 présente quatre cylindres 3, mais peut comprendre un nombre différent de cylindres. La ligne d'échappement peut comprendre un organe de dépollution, tel que par exemple un catalyseur 4. Le procédé de commande de l'invention détaillé plus loin est de préférence mis en oeuvre 25 par des moyens de contrôle, tel qu'un calculateur électronique (non représenté) relié au moteur thermique. Le calculateur est configuré pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention. En particulier le calculateur est apte à acquérir et traiter les informations appropriées à la mise en oeuvre du procédé de l'invention. 30 Sur la figure 1, le bloc 10 désigne un bloc de gestion de la richesse cylindre à cylindre qui envoie les consignes de richesse à respecter cylindre à cylindre pour assurer l'inflammabilité du mélange carburé, mais aussi la protection thermique des composants et la prestation dépollution. Par exemple, dans le cas de la prestation de dépollution la richesse demandée peut être de 1 pour obtenir la meilleure efficacité du catalyseur 4. La 35 définition de la richesse dans les cylindres correspond à la définition habituelle du ratio entre le rapport air / carburant réel et le rapport air / carburant à la stoechiométrie. 10 Sur la figure 1 encore, le bloc 40 désigne un bloc de pilotage du nombre de cylindre participant à la combustion. Le bloc 40 a pour fonction de déterminer le nombre de cylindres effectifs participant à la combustion et d'envoyer à un bloc 30 de gestion de l'injection par exemple une consigne, Ncyl, du nombre de cylindre à couper. L'ajustement du nombre de cylindres effectifs participant à la combustion permet, en particulier dans le cas de consignes de couple très faibles, de respecter au plus juste le suivi de couple moteur. Comme le montre plus en détail la figure 2, dans ce bloc 10, on détermine au bloc 11 une richesse cylindre de référence, (Préf, à appliquer au nombre total de cylindres du moteur. Dans ce but, au bloc 10 sont aussi déterminées une première richesse cylindre permettant d'assurer la meilleure combustion, une seconde richesse cylindre permettant de garantir la protection thermique des composants et une troisième richesse cylindre permettant d'assurer la meilleure dépollution. La richesse cylindre de référence, (Préf, est alors choisie parmi les première, seconde et troisième richesses déterminées.The invention also relates to a motor vehicle comprising a multi-cylinder heat engine connected to an exhaust line of the combustion gases produced by the engine, characterized in that it comprises a computer configured to implement a method according to one any of the variants previously described. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages will appear on reading the following description of a particular embodiment, not limiting of the invention, with reference to the figures in which: - Figure 1 is a diagram of principle presenting the strategy of adaptation of wealth with selective cutting of cylinders. FIG. 2 is a more detailed schematic representation of the control block of the number of cylinders participating in the combustion. DETAILED DESCRIPTION FIG. 1 is designated by reference 1 a multi-cylinder heat engine connected to an exhaust line 2 of the combustion gases produced by the engine 1. In FIG. 1, the heat engine 1 has four cylinders 3, but may include a different number of cylinders. The exhaust line may comprise a depollution device, such as, for example, a catalyst 4. The control method of the invention detailed below is preferably implemented by control means, such as an electronic calculator. (not shown) connected to the engine. The computer is configured to implement the method of the invention. In particular the computer is able to acquire and process the information appropriate to the implementation of the method of the invention. In FIG. 1, the block 10 designates a cylinder cylinder richness management unit which sends the richness instructions to be met with cylinder cylinder to ensure the flammability of the fuel mixture, but also the thermal protection of the components and the delivery. pollution. For example, in the case of the depollution service, the requested wealth can be 1 to obtain the best efficiency of the catalyst 4. The definition of the richness in the cylinders corresponds to the usual definition of the ratio between the real air / fuel ratio. and the air / fuel ratio to stoichiometry. In FIG. 1 again, the block 40 designates a control block for the number of cylinders participating in the combustion. The function of the block 40 is to determine the number of effective cylinders participating in the combustion and to send to an injection management block 30, for example, a set point, Ncyl, of the number of rolls to be cut. The adjustment of the number of effective cylinders participating in the combustion makes it possible, particularly in the case of very low torque setpoints, to respect as closely as possible the engine torque tracking. As is shown in greater detail in FIG. 2, in block 10, a reference cylinder richness (Pref, to be applied to the total number of cylinders of the engine is determined in block 11). first cylinder richness to ensure the best combustion, a second cylinder richness to ensure the thermal protection of the components and a third wealth cylinder to ensure the best pollution control.The reference cylinder richness, (Préf, is then chosen among the first, second and third determined wealth.
Le bloc 10 détermine aussi la richesse maximale d'inflammabilité, Omax, du mélange carburé. Le bloc 10 peut aussi déterminer la richesse minimale d'inflammabilité, ()min, du mélange carburé. En cas de coupure de cylindre déterminée au bloc 40, afin d'assurer la richesse à l'échappement requise, à T ech I par exemple 1 pour garantir la meilleure performance de catalyseur 4, il est nécessaire de compenser la richesse cylindre de référence, (Préf. Ainsi lorsque le nombre de cylindres effectif déterminé est inférieur au nombre total de cylindres du moteur, on détermine au bloc 12 à partir de la richesse cylindre de référence, Oref, et du nombre de nombre de cylindres effectifs participant à la combustion une richesse cylindre corrigée, il)'r, que l'on applique aux cylindres participant à la combustion. La richesse cylindre corrigée,cor, est déterminée de manière à respecter la ech - richesse à l'échappement requise, à Pour cela, le bloc 12 détermine une richesse cylindre corrigée, à , cor, en répartissant sur le nombre de cylindres effectifs participant à la combustion la quantité de carburant prévue pour obtenir la richesse cylindre de référence, Oréf, avec le nombre total de cylindres.Block 10 also determines the maximum flammability, Omax, of the fuel mixture. Block 10 can also determine the minimum flammability, () min, of the fuel mixture. In the event of a cylinder cut-off determined in block 40, in order to ensure the required exhaust richness, for example 1 to ensure the best performance of catalyst 4, it is necessary to compensate for the reference cylinder richness, (Thus, when the effective number of cylinders determined is less than the total number of cylinders of the engine, block 12 is determined from the reference cylinder richness, Oref, and from the number of effective cylinders participating in the combustion. corrected cylinder richness, which is applied to the cylinders involved in the combustion. The corrected cylinder richness, cor, is determined in such a way as to respect the ech - richness at the exhaust required, for which block 12 determines a corrected cylinder richness, at, cor, by distributing on the number of effective cylinders participating in burning the expected amount of fuel to obtain the wealth of reference cylinder, Oref, with the total number of cylinders.
Pour cela, le bloc 12 détermine la quantité de carburant qui ne provient plus du ou des cylindres coupés, cette quantité étant à répartir sur le ou les cylindres qui brûlent encore pour assurer la richesse à l'échappement requise, à T ech- La richesse cylindre corrigée, à , cor, ainsi obtenue peut se retrouver supérieure à la richesse maximale, 0'x, admissible pour assurer l'inflammabilité du mélange carburé. Pour éviter tout raté de combustion, ce qui aurait des conséquences néfastes sur la pollution et l'agrément de conduite, les nouvelles richesses obtenues après répartition sur les cylindres qui brûlent encore sont bornés à la richesse maximale, 0'x, calculée au bloc 11.For this, the block 12 determines the amount of fuel that no longer comes from the cylinder or cylinders cut, this amount to be distributed on the cylinder or cylinders that still burn to ensure the required exhaust richness, T ech- Wealth corrected cylinder, to, horn, thus obtained may be greater than the maximum richness, 0'x, permissible to ensure the flammability of the fuel mixture. To avoid any misfire, which would have adverse consequences on pollution and driving pleasure, the new wealth obtained after distribution on the cylinders that still burn are limited to the maximum wealth, 0'x, calculated in block 11 .
Ainsi, au bloc 13 est vérifié si la richesse cylindre corrigée, à , cor, dépasse la richesse maximale, 0'x. Lorsque la richesse cylindre corrigée, à , cor, est supérieure ou égale à la richesse maximum d'inflammabilité du mélange carburé (branche OUI partant du bloc 13), alors la richesse corrigée est fixée à la richesse maximum d'inflammabilité, 0'x. Dans le cas contraire (branche NON partant du bloc 13) c'est la richesse cylindre corrigée, à au , cor, est appliquée. Le bloc 14 coordonne finalement ces différentes richesses pour n'en choisir qu'une par cylindre.Thus, at block 13 is checked whether the corrected cylinder wealth, at, cor, exceeds the maximum wealth, 0'x. When the corrected cylinder richness, at, cor, is greater than or equal to the maximum flammability of the fuel mixture (OUI branch starting from block 13), then the corrected richness is fixed at the maximum flammability, 0'x . In the opposite case (non-starting branch of block 13) it is the corrected cylinder richness, with au, cor, is applied. Block 14 finally coordinates these different riches to choose only one per cylinder.
Le bloc 20 de régulation de richesse a pour objectif de suivre la consigne de richesse qui lui est envoyée par le bloc 10. Le bloc 20 peut ainsi ajuster la richesse cylindre corrigée, Ocor, cylindre à cylindre afin de compenser les dispersions de fabrication du moteur 1 dues par exemple aux tolérances de fabrication des pièces. Le bloc 20 de régulation de richesse prend en compte la richesse échappement, à Tech, obtenue à partir de la mesure d'un capteur 5 approprié telle qu'une sonde à oxygène placé dans la ligne d'échappement 2. Ensuite, au bloc 30 de gestion de l'injection sont appliquées les consignes de richesse en provenance du bloc 20 et de coupure cylindre à cylindre en provenance du bloc 40.35 L'invention permet, par le pilotage de la coupure de cylindres, un suivi du couple de consigne au plus juste dans des zones de demandes de couple très faibles. L'invention permet en outre d'éviter la surchauffe à l'échappement et d'assurer l'efficacité maximale d'un organe de dépollution tel qu'un catalyseur ainsi que le compromis entre la protection thermique à l'échappement et la dépollution.The purpose of the wealth regulation block 20 is to follow the wealth instruction sent to it by the block 10. The block 20 can thus adjust the corrected cylinder richness, Ocor, cylinder to cylinder in order to compensate for the engine manufacturing dispersions. 1 due for example to the manufacturing tolerances of the parts. The wealth control block 20 takes into account the exhaust richness, at Tech, obtained from the measurement of a suitable sensor such as an oxygen sensor placed in the exhaust line 2. Then, at block 30 injection management are applied the richness instructions from block 20 and cylinder cylinder cut from block 40.35 The invention allows, by controlling the cylinder cut, a monitoring of the setpoint torque at most just in areas of very low torque demands. The invention also makes it possible to avoid overheating at the exhaust and to ensure the maximum efficiency of a depollution device such as a catalyst as well as the compromise between the exhaust thermal protection and the depollution.
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