FR3041999A1 - Procede de limitation du taux de gaz recircules pour un moteur a dephaseurs lors d’une phase transitoire de charge en air - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de limitation du taux de gaz d'échappement recirculés vers une admission d'un moteur muni de déphaseurs d'admission et d'échappement lors d'une phase transitoire de charge en air, les déphaseurs étant commandés selon une consigne de position, une consigne de décroisement en vigueur (Dec) à un instant donné étant calculée à partir de la différence entre les consignes de position d'admission et d'échappement en vigueur, le débit de gaz recirculés vers l'admission ou le taux de RGE étant régulé selon une consigne respective. Quand un écart de débit ou de taux réel par rapport à la consigne de débit ou de taux est détecté supérieur à un seuil prédéterminé, il est calculé et pris temporairement comme consigne une consigne de décroisement virtuelle (Decvirt) par augmentation de la consigne de décroisement en vigueur (Dec) en lui appliquant un facteur de correction (F).

Description

PROCEDE DE LIMITATION DU TAUX DE GAZ RECIRCULES POUR UN MOTEUR A DEPHASEURS LORS D’UNE PHASE TRANSITOIRE DE CHARGE EN AIR

[0001] La présente invention porte sur un procédé de limitation du taux de gaz d’échappement recirculés vers une admission d’un moteur thermique muni de déphaseurs d’admission et d’échappement lors d’une phase transitoire de charge en air du moteur thermique.

[0002] Pour réduire l’émission de substances polluantes d’un véhicule automobile à moteur thermique, il est connu d’équiper les véhicules automobiles d’une circulation de gaz d’échappement afin de récupérer les gaz d’échappement du moteur et de les réinjecter en entrée du moteur à l’admission d’air. Cette circulation des gaz d’échappement porte communément le nom de système RGE, l’abréviation RGE signifiant Recirculation des Gaz d’Echappement, ce système étant aussi connu sous l’abréviation anglo-saxonne d’EGR.

[0003] Dans ce qui va suivre, il sera utilisé indifféremment système de recirculation des gaz d’échappement ou système RGE pour la désignation d’un tel système. L’abréviation RGE pourra aussi être utilisée en association avec un élément du système pour le désigner comme par exemple vanne RGE ou échangeur de chaleur RGE, débit RGE, taux de RGE pour taux de gaz recirculés ou gaz RGE pour gaz d’échappement recirculés.

[0004] Les substances polluantes émises par un véhicule automobile sont principalement des oxydes et notamment des oxydes d’azote, aussi dénommés sous l’abréviation NOx, formés par la réaction à haute température de l’oxygène avec l’azote. Les gaz d’échappement, déjà utilisés par le moteur, sont relativement pauvres en oxygène et le fait de les faire recirculer dans l’admission du moteur thermique à la place de l’air frais alimentant le moteur diminue la quantité d’oxygène disponible et donc la formation de NOx.

[0005] Le système RGE peut être soit muni d’une boucle ou soit il peut exister deux boucles de circulation de gaz d’échappement dans un système RGE pour un moteur turbocompressé, la première boucle étant la boucle basse pression ou boucle BP et la seconde la boucle haute pression ou boucle HP. La présente invention s’applique indifféremment à ces deux systèmes RGE, soit des systèmes RGE HP ou BP ou à une combinaison de ces deux systèmes, soit un système RGE HP et BP. La figure 1 illustre un système RGE HP et BP dans un ensemble moteur, mais de cette figure il est possible d’extrapoler un système RGE BP ou un système RGE HP simple en supprimant une des boucles HP ou BP.

[0006] A la figure 1, le moteur 1 présente trois cylindres 3, à son entrée, un collecteur d’admission d’air 4 relié à une ligne d’admission d’air 6, 18. La portion la plus en amont 18 de la ligne 6, 18 contient de l’air frais tandis que la portion la plus en aval 6 contient de l’air mélangé en premier avec des gaz RGE en provenance d’une boucle RGE BP 12 comprenant un échangeur de chaleur 11. Le moteur comprend, à sortie, un collecteur d’échappement 2 relié à une ligne d’échappement 5 comprenant un ou des éléments de dépollution 9 des gaz d’échappement évacués par la ligne 5.

[0007] L’ensemble moteur formé par le moteur et ses accessoires comprend aussi une boucle RGE HP 13 débouchant directement dans le collecteur d’admission 4 après passage dans un échangeur de chaleur 15 avec mélange des gaz RGE de la boucle RGE HP 13 et l’air, déjà mélangé avec des gaz RGE de la boucle RGE BP 12, de la ligne d’admission d’air 6, 18 dans le collecteur d’admission 4.

[0008] L’ensemble moteur peut présenter un turbocompresseur. Dans ce cas, la ligne d’échappement 5 peut comporter une turbine 7 tandis que la ligne d’admission d’air 6, 18 comprend un compresseur 8 positionné dans la portion la plus en aval 6 de la ligne 6,18.

[0009] La boucle d’un système RGE HP 13 ou BP 12 présente un piquage sur la ligne d’échappement 5. La boucle 13 d’un système RGE HP présente son piquage en entrée de la ligne d’échappement 5 juste en sortie ou dans le collecteur d’échappement 2 du moteur thermique et donc avant la turbine 7. La boucle 12 d’un système RGE BP présente son piquage plus en aval sur la ligne d’échappement 5 que pour un système RGE haute pression, avantageusement en aval du ou des d’éléments de dépollution 9. Chaque boucle 12, 13 des systèmes RGE comprend une vanne de recirculation ou vanne RGE 14, 14a qui régule le débit ou le taux de gaz d’échappement recirculés dans la boucle 12, 13 respective.

[0010] Ainsi, en fonction du positionnement de la vanne ou des vannes RGE 14, 14a par rapport à la ligne d’admission d’air 6, 18, l’air admis dans le cylindre 2 est composé pour un moteur avec une vanne RGE BP 14a, dans la portion la plus en aval 6 de la ligne 6, 18, c’est-à-dire en aval de la vanne RGE BP 14a, d’un mélange d’air frais et de gaz RGE, à hauteur du taux de gaz RGE dans le moteur. Pour un moteur avec une vanne RGE HP 14, uniquement des gaz RGE circulent dans la portion de la boucle RGE HP 13 s’étendant de la vanne RGE HP 14 vers le collecteur d’admission d’air 4 du moteur, ces gaz RGE étant mélangés dans le collecteur d’admission 4 avec de l’air frais pour un système RGE HP ou un mélange d’air frais et de gaz RGE BP pour un système RGE HP et BP.

[0011] La portion la plus en amont 18 de la ligne d’admission 6, 18 parcourue seulement par de l’air frais peut comporter un filtre à air 17, tandis que la portion la plus en aval peut comporter un refroidisseur d’air 16 de l’air pur, dans le cas d’un système RGE HP, ou de l’air mélangé avec des gaz RGE dans le cas d’un système RGE BP ou RGE HP et BP, ces gaz ayant été chauffés par passage dans le compresseur 8.

[0012] Dans le cas spécifique d’un système RGE HP, le taux de gaz RGE à l’entrée du moteur peut être très variable, ce qui conduit dans le pire des cas, à ce que le moteur reçoive directement une bouffée de gaz RGE purs.

[0013] La vanne RGE HP 14 ou BP 14a, quand seule présente dans un système RGE HP ou BP ou chaque vanne RGE HP 14 et BP 14a dans le cas d’un système RGE HP et BP est pilotée par un calculateur d’un contrôle commande moteur en charge du bon fonctionnement du moteur thermique en fonction d’une consigne de débit ou de taux de RGE dans le moteur des gaz RGE, consigne qui sera ci-après dénommée consigne RGE.

[0014] Le moteur thermique associé à un des systèmes RGE précédemment décrits peut être un moteur muni d’un mécanisme VVT ou de distribution à calage variable des soupapes, dénommée en anglais «variable valve timing mechanism ». A la figure 1, chaque cylindre présente deux soupapes d’admission et deux soupapes d’échappement.

[0015] Un tel mécanisme VVT permet d’obtenir une commande de la synchronisation des soupapes qui dépend de certaines conditions de fonctionnement du moteur, ces conditions pouvant être très différentes lors de la circulation du véhicule avec un tel moteur à combustion interne. Ainsi, il est possible d’améliorer la consommation en carburant du véhicule de même que les émissions d’échappement du véhicule.

[0016] La variation de la distribution s’effectue par l’action de déphaseurs aussi bien à l’admission qu’à l’échappement du moteur. De façon connue en soi, le pilotage des déphaseurs est déterminé via l’application de consignes de positions définies en fonction des différents modes de combustion puis adaptées en fonction de plusieurs paramètres.

[0017] Pour tous les systèmes de recirculation des gaz à l’échappement qu’ils soient haute pression HP, basse pression BP ou combinant deux boucles respectivement haute et basse pression HP et BP, il est connu que chaque vanne RGE peut être à l’origine de problèmes sur certaines phases de vie du moteur telles que les écarts de boucle par rapport à la consigne de débit RGE ou de taux de RGE dans le moteur, par exemple un excès de gaz RGE par rapport à la consigne RGE, ou lors des levers de pied du conducteur du véhicule sur la pédale d’accélérateur avec ou sans changement de rapport de boîte de vitesses.

[0018] En effet, lors d’une chute de la consigne RGE, la ou les vannes RGE présentes dans les système RGE pouvant être commandées en position fermée ou lors des phases de levers de pied, c’est-à-dire correspondant à un transitoire de charge en air, l’évacuation des gaz RGE contenus dans la ligne d’admission en aval de la vanne RGE considérée n’est pas immédiate à la fermeture de cette dernière.

[0019] Ceci est montré à la figure 2 qui montre un exemple d'évolution du taux de gaz RGE dans la ligne d’admission d’air lors d'un lâcher de pied pour une application avec vanne RGE d’un système RGE haute pression. De plus, la durée relative à l’évacuation des gaz RGE par le moteur et leur concentration sont dépendantes de l’architecture du moteur retenue. Par exemple, plus la ou les boucles du système RGE entre la ou les vannes RGE et le moteur sont longues, plus les gaz mettront de temps à être vidangés par le moteur.

[0020] La courbe avec des carrés montre la consigne de pression moyenne indiquée aussi connue sous l’abréviation PMI et référencée PMIc à cette figure tandis que la courbe avec des losanges illustre la PMI réelle ou PMIr. La courbe avec des triangles illustre la consigne RGE ou RGEc tandis que la courbe sans symbole illustre le taux de RGE réel dans le moteur ou RGEr qui ne suit pas la consigne RGE RGEc lors d’un transitoire, étant donné qu’il faut du temps pour vidanger les gaz RGE.

[0021] La figure 3 montre des courbes illustrant les consignes de position et de décroisement Dec, d’admission Adm et d’échappement Ech des déphaseurs du moteur lors d’une chute de consigne RGE selon l’état de la technique sans mise en oeuvre du procédé de limitation selon la présente invention. Les corrections apportées aux consignes brutes Cb pour obtenir des consignes saturées et limitées Cls ne permettent cependant pas d’éviter l’apparition de pics de gaz recirculés en interne du moteur et de gaz RGE dans le système RGE comme montré aux figures 4 et 5.

[0022] Les figures 4 et 5 montrent les courbes d’évolution, lors d’une chute de consigne RGE et/ou d’un lever de pied du conducteur de la pédale d’accélérateur, de la charge en air courante C, du taux de gaz interne au moteur recirculés %RIG et du taux de gaz recirculés %RGE présents dans le système RGE, le système étant un système RGE HP à la figure 4 et un système RGE BP à la figure 5.

[0023] En définissant un taux %RIG pour la recirculation interne des gaz d'échappement ou RIG dans le moteur, aussi connu sous l'acronyme anglais "IGR" pour "Internai Gaz Recirculation", lors du déplacement des déphaseurs, la charge en air courante C diminue tandis que le taux de gaz interne recirculés %RIG augmente dans le cylindre et que le taux de gaz RGE %RGE augmente lui aussi dans la ligne d’admission suite à la fermeture du papillon à l’admission d’air malgré la fermeture de la vanne RGE.

[0024] Ainsi sur une chute de la consigne RGE et/ou d’un lever de pied, le taux de gaz interne recirculés %RIG et le taux de gaz RGE %RGE présentent néanmoins des pics respectifs. Tout comme le pic de gaz interne recirculés peut avoir un impact sur la combustion, le pic de gaz RGE généré par la fermeture du papillon malgré la fermeture de la vanne ou des vannes RGE peut également nuire à la demande de remplissage en air frais et par voie de conséquence à la stabilité de la combustion, ceci tant que dure la vidange de la ligne d’admission en gaz RGE.

[0025] Le problème à la base de l’invention est d’éviter les inconvénients précités lors de la détection d’un écart de boucle sur la consigne de recirculation des gaz avec un excès de gaz RGE pour un moteur thermique équipé de déphaseurs d’admission et d’échappement et d’un système de recirculation des gaz d’échappement à l’admission d’air du moteur.

[0026] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un procédé de limitation du taux de gaz d’échappement recirculés vers une admission d’un moteur thermique muni de déphaseurs d’admission et d’échappement lors d’une phase transitoire de charge en air du moteur, les déphaseurs d’admission et d’échappement étant commandés selon une consigne de position respective, une consigne de décroisement en vigueur à un instant donné étant calculée à partir de la différence entre les consignes de position d’admission et d’échappement en vigueur, le débit de gaz recirculés ou un taux de gaz recirculés dans le moteur vers l’admission étant régulé selon une consigne de débit, caractérisé en ce que, quand un écart de débit réel de gaz ou un taux de gaz recirculés par rapport à la consigne de débit ou de taux de gaz recirculés dans le moteur est détecté supérieur à un seuil prédéterminé, il est calculé une consigne de décroisement virtuelle par augmentation de la consigne de décroisement en vigueur en lui appliquant un facteur de correction, la consigne de décroisement virtuelle étant substituée temporairement à la consigne de décroisement en vigueur.

[0027] Le but recherché est de forcer les déphaseurs à se décroiser davantage pour permettre de remplir les cylindres avec les gaz recirculés présents en admission du moteur pour limiter le taux de gaz neutres au moteur, les gaz neutres étant des gaz de recirculation interne dans le moteur ou des gaz de recirculation amenés vers le moteur par un système RGE HP, BP ou HP et BP. Lors de la détection d’un écart de boucle sur la consigne RGE avec un excès de gaz RGE en entrée du moteur, ceci pour tout système de recirculation des gaz d’échappement vers l’admission du moteur, il est calculé une consigne de décroisement des déphaseurs différente de celle requise par un contrôle commande du moteur, cette nouvelle consigne de décroisement dite consigne de décroisement virtuelle étant représentative d’un plus grand décroisement. Ceci permet de remplir plus vite les cylindres du moteur avec les gaz RGE présents dans la ligne et donc limiter le taux de gaz neutres.

[0028] Ainsi, lors de la mise en œuvre du procédé de limitation proposé par la présente invention, le décroisement plus important des déphaseurs d’admission et d’échappement a pour conséquence de refouler davantage de gaz recirculés en interne dans le moteur et donc diminuer le taux de ces gaz recirculés en interne dans chaque cylindre.

[0029] Cette réduction du taux de gaz recirculés en interne dans le moteur a pour effet de diminuer la quantité de gaz enfermés dans chaque cylindre et par voie de conséquence de limiter la chute de remplissage, la diminution de ces gaz internes dans le cylindre ayant pour effet d’augmenter la quantité d’air admise pour rester à iso quantité d’air total dans le cylindre.

[0030] Ainsi, l’air admis étant un mélange plus ou moins homogène d’air frais et de gaz RGE, l’augmentation du volume admis à chaque cycle permettra d’admettre également plus de gaz RGE et donc de diminuer le pic de gaz RGE.

[0031] Avantageusement, pour le calcul de la consigne de décroisement virtuelle, il est calculé des consignes de position d’admission et d’échappement virtuelles à partir respectivement des consignes de position d’admission et d’échappement en vigueur en leur appliquant un facteur de correction respectif, les consignes de position d’admission et d’échappement virtuelles étant substituées temporairement aux consignes de position respectives. Ceci est préférentiel dans le cas pour lequel il n’est pas possible d’agir directement sur la consigne de décroisement virtuelle. Comme une consigne de décroisement est la différence entre les consignes de position d’admission et d’échappement, il est possible d’obtenir une consigne de décroisement virtuelle en remplaçant les consignes d’admission et d’échappement en vigueur par des consignes d’admission et d’échappement virtuelles.

[0032] Avantageusement, le calcul de la consigne de décroisement virtuelle et/ou des consignes de position d’admission et d’échappement virtuelles s’effectue par : - multiplication ou division des consignes de position d’admission et/ou d’échappement en vigueur ou de la consigne de décroisement en vigueur par un gain en tant que facteur de correction, ce gain étant calibré et/ou issu d’une cartographie calibrée, - addition ou soustraction des consignes de position d’admission et/ou d’échappement en vigueur ou de la consigne de décroisement en vigueur par un décalage en tant que facteur de correction, ce décalage étant calibré et/ou issu d’une cartographie calibrée, - substitution d’au moins une valeur de consigne de position d’admission, d’échappement ou de décroisement en vigueur en amont de l’application du facteur de correction par une consigne calibrée et/ou issue d’une cartographie calibrée, - substitution de la valeur de consigne d’au moins une valeur de consigne de position d’admission, d’échappement ou de décroisement en vigueur en amont de l’application du facteur de correction par une régulation du type PI, PID ou retour d’état permettant de réguler la charge en air, charge totale ou en air frais, le taux de gaz recirculés, le taux de gaz recirculés en interne dans le moteur ou une combinaison d’au moins deux des paramètres précédents à réguler, ou - combinaison d’au moins deux ou plus des multiplications ou divisions, additions ou soustractions et substitutions précédentes.

[0033] Avantageusement, le gain ou le décalage variable est cartographié en fonction d'une consigne de charge en air et/ou d'un ou de plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur thermique, tels que le régime moteur, le couple moteur et le débit ou le taux dans le moteur de gaz recirculés.

[0034] Avantageusement, la consigne de décroisement virtuelle ou, le cas échéant, les consignes de position d’admission et d’échappement virtuelles sont corrigées en étant saturées et limitées en termes de gradient.

[0035] Avantageusement, les consignes de position saturées et limitées sont limitées en fonction d'une pente de vitesse maximum, d'une saturation à des valeurs minimales et maximales pour un actionneur associé à un déphaseur et d'une prise en compte d’une éventuelle limitation du balayage en air frais à l’échappement.

[0036] La présente invention concerne aussi un procédé de commande de déphaseurs d'admission et d'échappement sur une phase transitoire de charge en air d'un moteur thermique, le procédé comportant: - une étape de détermination de consignes de position brutes des déphaseurs d'admission et d'échappement, - une étape de détermination de consignes de position limitées des déphaseurs d'admission et d'échappement, - une étape de détermination d'un écart de décroisement par soustraction de la somme des consignes de position brutes des déphaseurs d'admission et d'échappement à la somme des consignes de position limitées des déphaseurs d'admission et d'échappement, - une étape de détermination d'une marge de manœuvre de chacun des déphaseurs d'admission et d'échappement, - une étape de détermination de nouvelles consignes de position des déphaseurs d'admission et d'échappement en fonction de la marge de manœuvre précédemment déterminée, et - une étape de commande des déphaseurs d'admission et d'échappement à partir des nouvelles consignes de position, caractérisé en ce que pour la détermination de la marge de manœuvre de chacun des déphaseurs d'admission et d'échappement, l’écart de décroisement est modifié en lui appliquant un facteur de correction de manière similaire à l’application du facteur de correction à la consigne de décroisement en vigueur pour obtenir la consigne de décroisement virtuelle conformément à un procédé de limitation du taux de gaz d’échappement recirculés comme précédemment mentionné, l’application du facteur de correction étant alors adaptée pour la correction d’un écart de décroisement.

[0037] Selon un autre aspect de l’invention, celle-ci concerne un calculateur moteur comportant une mémoire stockant des instructions pour la mise en œuvre d’un tel procédé de limitation du taux de gaz d’échappement recirculés ou d’un tel procédé de commande de déphaseurs.

[0038] Selon encore un autre aspect de l’invention, celle-ci concerne un ensemble moteur comprenant un moteur thermique muni de déphaseurs d’admission et d’échappement pour une distribution à calage variable, le moteur thermique étant associé avec un turbocompresseur, une ligne d’admission d’air en entrée du moteur, une ligne d’échappement en sortie du moteur et au moins un système de recirculation des gaz d’échappement prélevés dans la ligne d’échappement vers la ligne d’admission d’air comprenant au moins une vanne régulant le débit ou le taux de gaz recirculés dans le système, un calculateur moteur gérant le fonctionnement de l’ensemble moteur avec au moins le pilotage d’une consigne de débit de ladite au moins une vanne et le pilotage en position des déphaseurs, caractérisé en ce que, sur une phase transitoire de charge en air du moteur thermique, le taux de gaz d’échappement recirculés dans le système de recirculation ou la commande des déphaseurs d'admission et d'échappement est piloté conformément à un tel procédé de limitation ou un tel procédé de commande mentionnés précédemment ou en ce que le calculateur est conforme à celui précédemment décrit.

[0039] Avantageusement, le système de recirculation est un système de recirculation haute pression avec un piquage d’une boucle du système sur la ligne d’échappement en amont d’une turbine du turbocompresseur, un système de recirculation basse pression avec piquage d’une boucle du système en aval de la turbine ou un système de recirculation haute et basse pression avec des piquages de deux boucles du système sur la ligne d’échappement respectivement en amont et en aval de la turbine, une vanne pilotée par le calculateur étant présente dans chaque boucle du système partant d’un piquage respectif et débouchant dans la ligne d’admission d’air.

[0040] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d’un ensemble moteur muni de déphaseurs d’admission et d’échappement et d’un système RGE HP et BP, cette figure pouvant aussi illustrer un système RGE HP ou un système RGE BP pris isolément, la limitation du taux de gaz d’échappement recirculés RGE vers une admission du moteur thermique de l’ensemble lors d’une phase transitoire de charge en air d'un moteur thermique pouvant être effectuée conformément à un procédé selon la présente invention, - la figure 2 montre des courbes illustrant l’évolution du taux de gaz RGE et de pression moyenne indiquée réels avec leur consigne respective dans la ligne d’admission d’air lors d'un lever de pied pour un système RGE HP selon l’état de la technique sans mise en oeuvre du procédé de limitation selon la présente invention, - la figure 3 montre des courbes illustrant les consignes de position et de décroisement des déphaseurs du moteur lors d’une chute de consigne RGE selon l’état de la technique sans mise en oeuvre du procédé de limitation selon la présente invention, - les figures 4 et 5 montrent, lors d’une chute de consigne RGE et/ou d’un lever de pied du conducteur de l’accélérateur, des courbes de la charge en air courante C, du taux de gaz interne au moteur recirculés %RIG et du taux de gaz recirculés %RGE présents dans un système RGE HP à la figure 4 et un système RGE BP à la figure 5 selon l’état de la technique sans mise en oeuvre du procédé de limitation selon la présente invention, - la figure 6 montre une forme de réalisation de l’application du procédé de limitation selon la présente invention pour la modification de la consigne de décroisement des déphaseurs, - la figure 7 montre une autre forme de réalisation de l’application du procédé de limitation selon la présente invention pour la modification des consignes de position des déphaseurs d’admission et d’échappement, - les figures 8 et 9 montrent des courbes illustrant, lors d’une chute de consigne RGE et/ou d’un lever de pied du conducteur de l’accélérateur, les consignes de position et de décroisement des déphaseurs du moteur, de la charge en air courante C, du taux de gaz interne au moteur recirculés %RIG et du taux de gaz recirculés %RGE présents dans un système RGE HP à la figure 8 et un système RGE BP à la figure 9 avec mise en oeuvre du procédé de limitation selon la présente invention, les courbes des figures 3, 4 et 5 illustrant l’état de la technique sans mise en oeuvre d’un procédé de limitation étant reprises à ces figures à titre de comparaison, - la figure 10 est un diagramme montrant l’application du procédé de limitation selon la présente invention dans un procédé de commande de déphaseurs d'admission et d'échappement sur une phase transitoire de charge en air d'un moteur thermique avec modification de l’écart de décroisement des déphaseurs d’admission et d’échappement.

[0041] Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques, notamment en ce qui concerne la figure 1.

[0042] Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références désignées.

[0043] La présente invention entend limiter le taux de gaz recirculés par un système RGE en entrée du moteur mais aussi le taux de gaz recirculés à l’intérieur du moteur. Pour cela, il est calculé une nouvelle consigne de décroisement virtuelle des déphaseurs, ce qui a pour effet de réduire encore l’amplitude du pic de gaz recirculés en interne du moteur en permettant d’introduire dans le moteur un volume encore plus important d’air frais mélangé à des gaz RGE acheminés vers l’admission du moteur par le système RGE. Ceci est fait de manière transitoire, un retour à la consigne de décroisement nominale étant effectué à la fin du transitoire de charge.

[0044] Afin de mettre en œuvre la solution envisagée, il convient de venir de modifier la consigne de décroisement des déphaseurs ou si ceci n’est pas possible, par exemple quand le contrôle commande ne permet d’agir directement sur la consigne de décroisement des déphaseurs, de modifier les consignes de position des déphaseurs d’admission et d’échappement.

[0045] Ainsi, en se référant notamment aux figures 1, 6, 8 et 9, la présente invention concerne un procédé de limitation du taux de gaz d’échappement recirculés, référencé %RGE aux figures 8 et 9, vers une admission 4 d’un moteur 1 thermique muni de déphaseurs d’admission et d’échappement lors d’une phase transitoire de charge en air d'un moteur 1 thermique.

[0046] De manière connue, les déphaseurs d’admission et d’échappement sont commandés selon une consigne de position respective Adrn Ech. Une consigne de décroisement en vigueur Dec à un instant donné est alors calculée à partir de la différence entre les consignes de position d’admission Adm et d’échappement Ech en vigueur.

[0047] De manière connue, comme précédemment mentionné, dans un système de recirculation des gaz d’échappement à l’admission du moteur ou système RGE, le débit ou le taux dans le moteur de gaz recirculés vers l’admission 4 est régulé selon une consigne de débit ou de taux de RGE dans le moteur.

[0048] En se référant plus particulièrement à la figure 6, quand un écart de débit réel de gaz par rapport à la consigne de débit ou de taux de RGE dans le moteur est détecté supérieur à un seuil prédéterminé, il est calculé une consigne de décroisement virtuelle DeCvirt par augmentation de la consigne de décroisement en vigueur Dec en lui appliquant un facteur de correction F. Cette consigne de décroisement virtuelle DecVirt est substituée temporairement à la consigne de décroisement en vigueur Dec, par exemple jusqu’à la fin de la phase transitoire.

[0049] Le seuil prédéterminée peut être un seuil de pourcentage de divergence par rapport à la consigne RGE, par exemple de plus de 10 à 20% ou une détection simple d’un lever de pied complet ou partiel, dans ce dernier cas avec un relâchement de l’enfoncement de la pédale d’accélérateur par le pied du conducteur suffisamment important, par exemple de plus de 50%.

[0050] En alternative comme montré plus particulièrement à la figure 7, quand il n’est pas possible d’agir directement sur la consigne de décroisement virtuelle, il est calculé des consignes de position d’admission et d’échappement virtuelles Admvirt, Echvirt à partir respectivement des consignes de position d’admission et d’échappement en vigueur Adm, Ech. Ceci est fait en leur appliquant un facteur de correction respectif Fadm, FeCh, les consignes de position d’admission et d’échappement virtuelles Admvirt, Echvirt étant substituées temporairement aux consignes de position Adm, Ech respectives.

[0051] Aux figures 6 et 7, le procédé est mis en oeuvre pour une présence détectée d’un système EGR, présence symbolisé par RGE ? et une réponse positive, et pour la détection d’un écart du taux de gaz RGE par rapport à la consigne RGE, ce qui est symbolisé par Ec RGE. Avantageusement la consigne de décroisement virtuelle Decvirt ou les consignes d’admission et d’échappement virtuelles Admvirl, Echvirl peuvent être saturées, ce qui est illustré par la référence sat, en amont de l’obtention des consignes d’admission et d’échappement virtuelles Admvirl, Echvirt.

[0052] En se référant plus particulièrement aux figures 1 et 6 à 9, le ou les facteurs de correction F, Fadm, Fech ainsi mis en place ont pour but de faire varier, directement ou indirectement la consigne de décroisement Dec, en l’augmentant temporairement. Indirectement signifie que ceci peut être fait en faisant varier les consignes d’admission et d’échappement virtuelles Admvirl, Echvirl, ce qui entraîne indirectement une variation de la consigne de décroisement Dec.

[0053] Ceci permet de faire chuter le taux de gaz recirculés %RGI en interne dans le cylindre et donc de favoriser davantage l’admission d’air mélangé, qui est, pour un système RGE présent dans l’ensemble moteur, de l’air frais mélangé à des gaz RGE.

[0054] Le calcul de la consigne de décroisement virtuelle DecVirt ou des consignes de position d’admission et d’échappement virtuelles Adm^n, Echvirt peut s’effectuer par une multiplication ou une division des consignes de position d’admission et/ou d’échappement en vigueur Adm, Ech ou de la consigne de décroisement en vigueur Dec par un gain F, Fadm, Fech calibré et/ou issu d’une cartographie calibrée.

[0055] En alternative ou en complément, ce calcul peut se faire par addition ou soustraction des consignes de position d’admission et/ou d’échappement en vigueur Adrn Ech ou de la consigne de décroisement en vigueur Dec par un décalage en tant que facteur de correction F, Fadm, Fech, ce décalage étant calibré et/ou issu d’une cartographie calibrée.

[0056] Le gain ou le décalage variable peut par exemple être cartographié en fonction d'une consigne de charge en air et/ou d'un régime du moteur 1 thermique.

[0057] En alternative ou en association à ces multiplications ou divisions ou additions ou soustractions, le calcul peut comprendre une substitution d’au moins une valeur de consigne de position d’admission, d’échappement ou de décroisement en vigueur Adrn Ech, Dec en amont de l’application du facteur de correction F, Fadm, Fech par une consigne calibrée et/ou issue d’une cartographie calibrée.

[0058] Toujours en alternative ou en association avec les trois possibilités précédemment énoncées, le calcul peut comprendre une substitution de la valeur de consigne d’au moins une valeur de consigne de position d’admission, d’échappement ou de décroisement en vigueur Adrn Ech, Dec en amont de l’application du facteur de correction F, Fadm, Fech par une régulation du type PI, PID ou retour d’état, permettant de réguler la charge C en air, charge totale ou en air frais, le taux de gaz recirculés %RGE, le taux de gaz recirculés en interne %RIG dans le moteur 1 ou une combinaison d’au moins deux des paramètres précédents à réguler.

[0059] Toutes ces possibilités peuvent être combinées les unes avec les autres pour le calcul d’un ou de facteurs de correction F, Fadm, Fech.

[0060] En se référant notamment aux figures 8 et 9, la consigne de décroisement virtuelle ou, le cas échéant, les consignes de position d’admission et d’échappement virtuelles peuvent être corrigées en étant saturées et limitées en termes de gradient. Ceci a pour but de ne pas venir imposer une consigne de décroisement virtuelle ou des consignes de position d’admission et d’échappement virtuelles inatteignables par le système, donc en dehors des plages de fonctionnement nominales d’un actionneur du déphaseur considéré. Au contraire, cette saturation donnera des consignes de décroisement et de position d’admission et d’échappement saturées à l’intérieur des valeurs limites des plages de fonctionnement autorisées pour les actionneurs des déphaseurs considérés.

[0061] A ces figures, les courbes de gauche sont les courbes obtenues sans mise en œuvre du procédé de limitation et les courbes de droite avec mise en œuvre du procédé de limitation selon la présente invention. La consigne brute est symbolisée par une courbe avec des carrés, la consigne de base par une courbe par des cercles et la consigne virtuelle obtenue selon l’invention par une courbe avec des triangles. La charge en air courante C, le taux de gaz internes %RIG et le taux RGE %RGE sont aussi illustrés avec les mêmes symboles quand ils sont obtenus avec respectivement une consigne brute, une consigne de base et une consigne virtuelle.

[0062] Les consignes de position ou de décroisement virtuelles peuvent être saturées et limitées en fonction d'une pente de vitesse maximum, d'une saturation à des valeurs minimales et maximales pour un actionneur associé et d'une prise en compte d’une éventuelle limitation du balayage en air frais à l’échappement 4 du moteur 1.

[0063] Aux figures 8 et 9, par rapport à l’état de la technique illustré par les courbes à gauche de ces figures, aux courbes de droite illustrant la mise en œuvre d’un procédé selon l’invention, il est visible une diminution plus rapide des pics RGE et RIG correspondant respectivement aux gaz d’échappement recirculés et aux gaz recirculés à l’intérieur du moteur, ceci respectivement pour un système RGE BP et un système RGE HP.

[0064] En se référant notamment aux figures 1, 6 et 10, le procédé selon la présente invention peut faire partie d’un procédé de commande de déphaseurs d'admission et d'échappement sur une phase transitoire de charge en air d'un moteur 1 thermique.

[0065] Un tel procédé de commande comporte les étapes de détermination de consignes de position brutes des déphaseurs d'admission et d'échappement Admbrulei Echbrule, de détermination de consignes de position limitées des déphaseurs d'admission et d'échappement Adrniim, Ech|im, de détermination d'un écart de décroisement ADec par soustraction de la somme des consignes de position brutes des déphaseurs d'admission et d'échappement Admbrutei Echbrute à la somme des consignes de position limitées des déphaseurs d'admission et d'échappement Adrniim, Ech|im et de détermination d'une marge de manœuvre de chacun des déphaseurs d'admission et d'échappement Madm, MeCh [0066] De plus, il est défini un apport de déphaseur d’admission AAdm pour le calcul de la marge de marge de manœuvre du déphaseur d'admission Madm.

[0067] Lors de détermination des marges de manœuvre Madm, Mech, il est tenu du procédé selon la présente invention pour la correction de l’écart de décroisement ADec. Quand la présence d’un système RGE est détectée, ce qui est symbolisé par RGE ? en supposant une réponse oui, un facteur variable GV1 est remplacé par un facteur variable GV2 calculé conformément au procédé de limitation de la présente invention adapté à un écart de décroisement. L’écart de décroisement ADec ainsi corrigé sert à la détermination des marges de manœuvre Madm, Mech. L’application du facteur variable GV2 de correction est alors adaptée pour la correction d’un écart de décroisement. Il peut aussi être procédé à la pondération du facteur variable GV1 par le facteur de correction GV2.

[0068] A partir des marges de manœuvre Madm, Mech, il est effectué une détermination de nouvelles consignes de position des déphaseurs d'admission et d'échappement Admc, Echc et il est procédé à la commande des déphaseurs d'admission et d'échappement à partir des nouvelles consignes de position Admc, Echc.

[0069] Il est donc possible d’envisager de venir modifier le procédé de commande de commande de déphaseurs d'admission et d'échappement sur une phase transitoire de charge en air d'un moteur 1 thermique en intégrant dans un facteur de correction Gv1 déjà présent, par exemple un gain variable, la prise en compte, par un facteur de correction Gv2, notamment un gain variable, de la présence d’une ou de plusieurs vannes RGE et donc d’augmenter temporairement le facteur de correction Gv1 d’un facteur de correction Gv2 afin d’augmenter la consigne de décroisement requise par le procédé de limitation du taux de gaz recirculés à l’intérieur du moteur 1 ou gaz RIG.

[0070] Il est à noter que le facteur de correction Gv2 peut être du type tel que précédemment mentionné pour les alternatives au facteur de correction F, par exemple modification par gain ou décalage variable pour pouvoir modifier la consigne de décroisement demandée, par exemple issu d’une calibration, d’une cartographie, ceci par multiplication, division, addition, soustraction ou substitution, etc..., du facteur de correction.

[0071] La présente invention concerne aussi un calculateur moteur 1, avantageusement faisant partie d’un contrôle commande du moteur, ce calculateur comportant une mémoire stockant des instructions pour la mise en œuvre d’un procédé de limitation du taux de gaz d’échappement recirculés ou d’un procédé de commande de déphaseurs tels que précédemment décrits.

[0072] Enfin, la présente invention concerne un ensemble moteur comprenant un moteur 1 thermique muni de déphaseurs d’admission et d’échappement pour une distribution à calage variable. Le moteur 1 thermique est associé avec un turbocompresseur 7, 8, une ligne d’admission d’air 6, 18 en entrée du moteur 1, une ligne d’échappement 5 en sortie du moteur 1 et au moins un système de recirculation ou système RGE des gaz d’échappement prélevés dans la ligne d’échappement 5 vers la ligne d’admission d’air 6, 18.

[0073] Le système de recirculation comprend au moins une vanne 14, 14a régulant le débit ou le taux de gaz recirculés dans le système, un calculateur moteur 1 gérant le fonctionnement de l’ensemble moteur 1 avec au moins le pilotage d’une consigne de débit de ladite au moins une vanne 14,14a et le pilotage en position des déphaseurs.

[0074] Le système de recirculation peut être haute pression ou HP avec un piquage d’une boucle 13 du système sur la ligne d’échappement 5 en amont d’une turbine 7 du turbocompresseur 7, 8. Le système de recirculation peut être basse pression ou BP avec piquage d’une boucle 12 du système en aval de la turbine 7.

[0075] Enfin, le système de recirculation peut être haute et basse pression ou HP BP avec des piquages de deux boucles 12, 13 du système sur la ligne d’échappement 5 respectivement en amont et en aval de la turbine 7, une vanne 14, 14a pilotée par le calculateur étant présente dans chaque boucle 12, 13 du système partant d’un piquage respectif et débouchant dans la ligne d’admission d’air 6, 18.

[0076] Sur une phase transitoire de charge en air du moteur 1 thermique, le taux de gaz d’échappement recirculés dans le système de recirculation ou la commande des déphaseurs d'admission et d'échappement est piloté conformément à un procédé de limitation ou un procédé de commande tels que décrits précédemment ou le pilotage s’effectue avec un calculateur tel que précédemment décrit.

[0077] Les procédés de limitation et de commande selon la présente invention peuvent s’appliquer pour tout type de lever de pied avec ou sans changement de rapport, pour toutes les applications de transmission, par exemples boîte de vitesses manuelle, boîte de vitesses manuelle pilotée ou robotisée, boîte de vitesses automatique avec ou sans système de transmission à double embrayage connu aussi sous l’abréviation anglo-saxonne DCT pour « Dual Clutch Transmission >>.

[0078] De même, les procédés de limitation et de commande selon la présente invention peuvent s’appliquer tout type d’actionneurs RGE, par exemple pneumatique, électrique, etc..., tout type d’actionneurs de déphaseurs, par exemple hydraulique, électrique, équipé ou non d’un système de blocage en position intermédiaire, etc..., pour les moteurs à distribution par chaîne, par courroie ou pour tout autre type de distribution ou les moteurs à distribution de type levée variable.

[0079] L’arrivée de nouvelles technologies telles que les vannes RGE en essence pour répondre aux besoins des futurs cycles d’homologation, avec des transitoires plus marqués, impose de ne pas dégrader la combustion en transitoire. Ceci passe par une meilleure élaboration des consignes de position des différents actionneurs qui peuvent impacter le remplissage moteur. Les procédés selon l’invention trouveront alors là une application particulièrement avantageuse.

[0080] L’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n’ont été donnés qu’à titre d’exemples.

Claims (10)

1. Revendications :

   1. Procédé de limitation du taux de gaz d’échappement recirculés (%RGE) vers une admission (4) d’un moteur (1) thermique muni de déphaseurs d’admission et d’échappement lors d’une phase transitoire de charge en air du moteur (1), les déphaseurs d’admission et d’échappement étant commandés selon une consigne de position respective (Adm, Ech), une consigne de décroisement en vigueur (Dec) à un instant donné étant calculée à partir de la différence entre les consignes de position d’admission (Adm) et d’échappement (Ech) en vigueur, le débit de gaz recirculés ou le taux de gaz recirculés dans le moteur vers l’admission (4) étant régulé selon une consigne de débit ou de taux de gaz recirculés dans le moteur, caractérisé en ce que, quand un écart de débit réel de gaz par rapport à la consigne de débit ou un écart de taux réel gaz recirculés dans le moteur par rapport à la consigne de taux de gaz recirculés dans le moteur est détecté supérieur à un seuil prédéterminé, il est calculé une consigne de décroisement virtuelle (DecVirt) par augmentation de la consigne de décroisement en vigueur (Dec) en lui appliquant un facteur de correction (F), la consigne de décroisement virtuelle (Decvirt) étant substituée temporairement à la consigne de décroisement en vigueur (Dec).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, pour le calcul de la consigne de décroisement virtuelle (DeCviri), il est calculé des consignes de position d’admission et d’échappement virtuelles (Admvirl, Echvirl) à partir respectivement des consignes de position d’admission et d’échappement en vigueur (Adm, Ech) en leur appliquant un facteur de correction respectif (Fadm, Fech), les consignes de position d’admission et d’échappement virtuelles (Admvirl, Echvirl) étant substituées temporairement aux consignes de position (Adm, Ech) respectives.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le calcul de la consigne de décroisement virtuelle (DeCvin) et/ou des consignes de position d’admission et d’échappement virtuelles (Adm^n, EchVirt) s’effectue par: - multiplication ou division des consignes de position d’admission et/ou d’échappement en vigueur (Adm, Ech) ou de la consigne de décroisement en vigueur (Dec) par un gain en tant que facteur de correction (F, Fadm, Fech), ce gain étant calibré et/ou issu d’une cartographie calibrée, - addition ou soustraction des consignes de position d’admission et/ou d’échappement en vigueur (Adm, Ech) ou de la consigne de décroisement en vigueur (Dec) par un décalage en tant que facteur de correction (F, Fadm. Fech)i C© décalage étant calibré et/ou issu d’une cartographie calibrée, - substitution d’au moins une valeur de consigne de position d’admission, d’échappement ou de décroisement en vigueur (Adm, Ech, Dec) en amont de l’application du facteur de correction (F, Fadm. Fech) par une consigne calibrée et/ou issue d’une cartographie calibrée, - substitution de la valeur de consigne d’au moins une valeur de consigne de position d’admission, d’échappement ou de décroisement en vigueur (Adm, Ech, Dec) en amont de l’application du facteur de correction (F, Fadm, Fech) par une régulation du type PI, PID ou retour d’état, permettant de réguler la charge en air, charge totale ou en air frais, le taux de gaz recirculés, le taux de gaz recirculés en interne dans le moteur (1) ou une combinaison d’au moins deux des paramètres précédents à réguler, ou combinaison d’au moins deux ou plus des multiplications ou divisions, additions ou soustractions et substitutions précédentes.
4. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le gain ou le décalage variable est cartographié en fonction d'une consigne de charge en air et/ou d'un ou de plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur (1) thermique, tels que le régime moteur, le couple moteur et le débit ou le taux de gaz recirculés dans le moteur.
5. 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la consigne de décroisement virtuelle (Decvirt) ou, le cas échéant, les consignes de position d’admission et d’échappement virtuelles (Admvirt, Echvirt) sont corrigées en étant saturées et limitées en termes de gradient.
6. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel les consignes de position ou de décroisement virtuelles saturées et limitées ( Adrn|im, Ech|im) sont limitées en fonction d'une pente de vitesse maximum, d'une saturation à des valeurs minimales et maximales pour un actionneur associé à un déphaseur et d'une prise en compte d’une éventuelle limitation du balayage en air frais à l’échappement (4) du moteur.
7. 7. Procédé de commande de déphaseurs d'admission et d'échappement sur une phase transitoire de charge en air d'un moteur (1) thermique, le procédé comportant: - une étape de détermination de consignes de position brutes des déphaseurs d'admission et d'échappement (Admbrute, Echbmte), - une étape de détermination de consignes de position limitées des déphaseurs d'admission et d'échappement (Admiim, Ech,im), - une étape de détermination d'un écart de décroisement (ADec) par soustraction de la somme des consignes de position brutes des déphaseurs d'admission et d'échappement (Admbrulei Echbrute) à la somme des consignes de position limitées des déphaseurs d'admission et d'échappement (Adrniim, Ech|im), - une étape de détermination d'une marge de manœuvre de chacun des déphaseurs d'admission et d'échappement (Madm, Mech), - une étape de détermination de nouvelles consignes de position des déphaseurs d'admission et d'échappement (Admc, Echc) en fonction de la marge de manœuvre (Madm, Mech) respective précédemment déterminée, et - une étape de commande des déphaseurs d'admission et d'échappement à partir des nouvelles consignes de position (Admc, Echc), caractérisé en ce que pour la détermination de la marge de manœuvre de chacun des déphaseurs d'admission et d'échappement (Madm, Mech), l’écart de décroisement (ADec) est modifié en lui appliquant un facteur de correction (Gv2) de manière similaire à l’application du facteur de correction (F) à la consigne de décroisement en vigueur (Dec) pour obtenir la consigne de décroisement virtuelle (Decvirl) conformément à un procédé de limitation du taux de gaz d’échappement recirculés selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, l’application du facteur de correction (GV2) étant alors adaptée pour la correction d’un écart de décroisement (ADec).
8. 8. Calculateur moteur comportant une mémoire stockant des instructions pour la mise en œuvre d’un procédé de limitation du taux de gaz d’échappement recirculés selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ou d’un procédé de commande de déphaseurs selon la revendication 7.
9. 9. Ensemble moteur comprenant un moteur (1) thermique muni de déphaseurs d’admission et d’échappement pour une distribution à calage variable, le moteur (1) thermique étant associé avec un turbocompresseur (7, 8), une ligne d’admission d’air (6, 18) en entrée du moteur (1), une ligne d’échappement (5) en sortie du moteur (1) et au moins un système de recirculation des gaz d’échappement prélevés dans la ligne d’échappement (5) vers la ligne d’admission d’air (6, 18) comprenant au moins une vanne (14, 14a) régulant le débit ou le taux de gaz recirculés dans le système, un calculateur moteur gérant le fonctionnement de l’ensemble moteur par au moins le pilotage d’une consigne de débit de ladite au moins une vanne (14, 14a) et le pilotage en position des déphaseurs, caractérisé en ce que, sur une phase transitoire de charge en air du moteur (1) thermique, le taux de gaz d’échappement recirculés dans le système de recirculation ou la commande des déphaseurs d'admission et d'échappement est piloté conformément à un procédé de limitation selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 ou un procédé de commande selon la revendication 7 ou en ce que le calculateur est conforme à la revendication 8.
10. 10. Ensemble moteur (1) selon la revendication 9, dans lequel le système de recirculation est un système de recirculation haute pression avec un piquage d’une boucle (13) du système sur la ligne d’échappement (5) en amont d’une turbine (7) du turbocompresseur (7, 8), un système de recirculation basse pression avec piquage d’une boucle (12) du système en aval de la turbine (7) ou un système de recirculation haute et basse pression avec des piquages de deux boucles (12, 13) du système sur la ligne d’échappement (5) respectivement en amont et en aval de la turbine (7), une vanne (14, 14a) pilotée par le calculateur étant présente dans chaque boucle (12, 13) du système partant d’un piquage respectif et débouchant dans la ligne d’admission d’air (6, 18).