FR3069282A1 - Procede de commande d'un moteur a combustion interne suralimente - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de commande d'un moteur (1) suralimenté par turbocompresseur, dans lequel on active des moyens de distribution variable (40) du moteur pour commander une levée partielle d'une soupape d'échappement (SE) d'un cylindre du moteur pendant une levée principale d'une soupape d'admission (SA) pour réintroduire des gaz d'échappement dans le cylindre lors d'une phase d'admission d'air, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - générer une valeur de consigne de débit d'air du moteur tenant compte du régime et de la charge du moteur, ladite valeur de consigne de débit d'air étant apte à fixer une valeur cible de taux de gaz d'échappement réintroduits ; - réguler le débit d'air admis (Qair) dans le moteur en agissant sur le turbocompresseur par rapport à ladite valeur de consigne de débit d'air, de façon à faire diminuer le débit d'air admis jusqu'à atteindre ladite valeur de consigne de débit d'air.
Description
Procédé de commande d’un moteur à combustion interne suralimenté
La présente invention concerne un procédé de commande d’un moteur à combustion interne suralimenté par au moins un turbocompresseur, ledit moteur comprenant au moins un cylindre, au moins une soupape d’admission dans ledit cylindre et au moins une soupape d’échappement des gaz brûlés dudit cylindre, ledit moteur étant équipé d’au moins un circuit de recirculation des gaz d'échappement et de moyens de distribution variable permettant de faire varier la loi de levée de ladite soupape d’échappement, notamment au niveau de l’instant d’ouverture et de fermeture de ladite soupape d’échappement.
Dans les moteurs à combustion interne, plus particulièrement dans les moteurs diesel, la réintroduction de gaz d’échappement à l’admission est utile pour réduire les émissions polluantes du moteur et, en particulier, permet de réduire, de manière non négligeable, la quantité d’oxydes d'azote (NOx) qui sont rejetés dans l’atmosphère.
Généralement, cette recirculation est réalisée grâce à un circuit, dénommé circuit EGR-HP (Exhaust Gas Recirculation - High Pressure) comprenant une conduite reliant le collecteur d’échappement du moteur à son répartiteur d’admission et une vanne, dite vanne EGR-HP, placée dans cette conduite. Ce circuit permet donc de prélever une partie des gaz circulant dans le circuit d’échappement, appelés gaz de recirculation ou gaz EGR, directement en aval du collecteur d’échappement, pour la réinjecter dans les cylindres du moteur. Ce circuit peut être complété par un circuit de recirculation des gaz d’échappement à basse pression, dénommé circuit EGR-LP (Exhaust Gaz Recirculation - Low Pressure). Ce circuit EGR-LP prend naissance dans le circuit d’échappement, en sortie du système de post-traitement des gaz d’échappement, et débouche dans le circuit d’admission du moteur, en amont du compresseur de turbocompresseur. II comporte une vanne dite vanne EGRLP pour réguler le débit de gaz EGR débouchant dans le circuit d’admission 2
Dans certaines phases de fonctionnement du moteur, notamment les phases de fonctionnement à froid, les circuits EGR-HP et EGR-LP ne sont pas disponibles pour des raisons de fiabilité, en particulier parce que leur utilisation entraînerait un encrassement important des vannes EGR du fait de la présence de condensais se formant à basse température.
Aussi, dans ces conditions, il est connu d’utiliser, pour améliorer l’efficacité du système de post-traitement, un EGR interne, usuellement dénommé IGR pour Internai Gas Recirculation, qui permet de réintroduire des gaz d’échappement à l’admission du moteur, sans pour autant utiliser un circuit spécifique externe de recirculation de gaz d’échappement, tel que le circuit EGR-HP ou le circuit EGR-LP.
Pour cela il est prévu une ré-admission des gaz d’échappement dans la chambre de combustion des cylindres du moteur par une réouverture des soupapes d’échappement correspondantes lors de la phase d’admission. Des moyens de distribution variable WA (Variable Valve Actuation), connus en soi, permettant de faire varier les lois de levée des soupapes et en particulier des soupapes d’échappement, notamment au niveau de leurs instants d’ouverture et de fermeture, de manière indépendante les unes des autres ou de manière conjointe, peuvent avantageusement être utilisés. Par exemple, ces moyens de distribution variable peuvent comprendre un arbre à cames de type WA commandant les soupapes d’échappement et portant une pluralité de cames avec des profils différents permettant de commander chaque soupape d’échappement selon des lois de levée différentes, sous l’impulsion de moyens de contrôle, et en particulier selon une loi de levée permettant une levée au moins partielle de la soupape d’échappement lors de la phase d’admission, c’est-à-dire pendant une levée principale de la soupape d’admission. Il est à noter que le terme levée correspond à la représentation graphique (selon deux axes) du mouvement d’une soupape à partir du début de son ouverture jusqu’à la fin de sa fermeture en passant par sa position de pleine ouverture ou au moins partielle.
La combustion se trouve alors favorisée puisque la température initialement basse des gaz admis dans la chambre de combustion peut être notablement augmentée du fait de la présence des gaz d’échappement chauds.
Le document de brevet JP2008157155 fait connaître un procédé de commande d’un moteur à combustion interne dans lequel on commande, en fonction d’au moins un couple de paramètres de fonctionnement du moteur, une levée partielle de la soupape d’échappement pendant une levée principale de la soupape d’admission.
Cependant, dans ce contexte, la principale difficulté réside dans la manière de piloter le réglage du moteur suralimenté lorsque les moyens de distribution variable WA sont activés. En particulier, il existe un besoin pour une stratégie de contrôle du fonctionnement du moteur lorsque les moyens de distribution variable à l’échappement sont activés, qui permettent de contrôler efficacement un taux de gaz d’échappement réintroduits désiré.
La présente invention vise à répondre à ce besoin.
Cet objectif est atteint par un procédé de commande d’un moteur à combustion interne suralimenté par au moins un turbocompresseur, ledit moteur comprenant au moins un cylindre, au moins une soupape d’admission dans ledit cylindre et au moins une soupape d’échappement des gaz brûlés dudit cylindre, ledit moteur étant équipé d’au moins un circuit de recirculation des gaz d'échappement et de moyens de distribution variable permettant de faire varier la loi de levée de ladite soupape d’échappement, notamment au niveau l’instant d’ouverture et de fermeture de ladite soupape d’échappement, dans lequel on commande l’activation desdits moyens de distribution variable en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur de façon à commander une levée au moins partielle de ladite soupape d’échappement pendant une levée principale de ladite soupape d’admission pour réintroduire des gaz d’échappement dans la chambre de combustion du cylindre lors d’une phase d’admission d’air, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes en cas d’activation desdits moyens de distribution variable :
- générer une valeur de consigne de débit d’air du moteur tenant compte du régime et de la charge du moteur, ladite valeur de consigne de débit d’air étant apte à fixer une valeur cible de taux de gaz d’échappement réintroduits ;
- réguler le débit d’air admis dans le moteur en agissant sur le turbocompresseur jusqu’à atteindre la valeur de consigne de débit d’air permettant d’obtenir ladite valeur cible de taux de gaz d’échappement réintroduits.
Ainsi, grâce à l’invention qui repose sur le constat suivant lequel le taux de gaz d’échappement réintroduits et le débit d’air sont liés, il est possible de contrôler le taux de gaz d’échappement réintroduits en régulant le débit d’air.
Autrement dit, la commande du turbocompresseur se fait sur une valeur de consigne de débit d’air, permettant de fixer le taux de gaz d’échappement que l’on souhaite réintroduire, suivant les conditions de fonctionnement du moteur définies par le couple régime et charge moteur.
Avantageusement, ladite valeur de consigne de débit d’air est générée à partir d’une cartographie préalablement construite dans laquelle sont stockées des valeurs de consigne de débit d’air du moteur en fonction du régime et de la charge du moteur, chaque valeur de consigne de débit d’air cartographiée correspondant à une valeur cible de taux de gaz d’échappement réintroduits.
Selon un mode de réalisation, le turbocompresseur étant du type comprenant une turbine à géométrie variable, on commande des éléments de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable de façon à réguler le débit d’air admis dans le moteur.
Avantageusement, les éléments de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable comprenant des ailettes mobiles à orientation variable en entrée de la turbine permettant de modifier une section de passage des gaz d’échappement vers la turbine, on commande lesdites ailettes en fermeture jusqu’à atteindre ladite valeur de consigne de débit d’air générée.
Selon un autre mode de réalisation, le turbocompresseur étant du type comprenant une turbine à géométrie fixe, on commande une soupape de décharge du turbocompresseur de façon à réguler le débit d’air admis dans le moteur.
Avantageusement, l’activation des moyens de distribution variable est commandée en fonction d’au moins les paramètres suivants : la température de l’air extérieur, la température du liquide du circuit de refroidissement du moteur, le régime du moteur, la charge du moteur et un paramètre relatif à l’efficacité du système de post-traitement du moteur.
L’invention concerne également un dispositif de commande d’un moteur à combustion interne suralimenté par au moins un turbocompresseur, ledit moteur comprenant au moins un cylindre, au moins une soupape d’admission dans ledit cylindre et au moins une soupape d’échappement des gaz brûlés dudit cylindre, ledit moteur étant équipé d’au moins un circuit de recirculation des gaz d'échappement et de moyens de distribution variable permettant de faire varier la loi de levée de ladite soupape d’échappement, notamment au niveau de l’instant d’ouverture et de fermeture de ladite soupape d’échappement, ledit dispositif comprenant une unité de commande électronique du moteur adaptée à commander l’activation desdits moyens de distribution variable en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur de façon à commander une levée au moins partielle de ladite soupape d’échappement pendant une levée principale de ladite soupape d’admission pour réintroduire des gaz d’échappement dans la chambre de combustion du cylindre lors d’une phase d’admission d’air, caractérisé en ce que ladite unité de commande est adaptée pour la mise en œuvre du procédé tel que décrit cidessus.
Avantageusement, ladite unité de commande est associée à des moyens de stockage de données, lesdits moyens de stockage de données comportant une cartographie dans laquelle sont stockées des valeurs de consigne de débit d’air du moteur en fonction du régime et de la charge du moteur, chaque valeur de consigne de débit d’air cartographiée correspondant à une valeur cible de taux de gaz d’échappement réintroduits.
L’invention concerne encore un véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de commande tel que décrit ci-dessus.
D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après, donnée à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est un schéma montrant un exemple de moteur à combustion interne sur lequel peut être mis en œuvre le procédé selon l’invention, dans le cas où les moyens de distribution variable WA à l’échappement sont activés ;
- la figure 2 est un diagramme illustrant la loi de levée des soupapes d’échappement et d’admission d’un moteur à combustion interne en fonction d’un angle a du vilebrequin du moteur ;
- la figure 3 est un organigramme décrivant la stratégie de commande du moteur selon l’invention.
La figure 1 illustre un moteur à combustion interne 1 suralimenté, de type à quatre cylindres de combustion 10, 12, 14, 16 en ligne dans l’exemple illustré, débouchant chacun dans une chambre de combustion. Chaque cylindre reçoit un piston, non représenté, monté à translation dans le cylindre et solidarisé à un vilebrequin. Le moteur est ici équipé d’une soupape d’admission SA par cylindre et d’une soupape d’échappement SE par cylindre. Des moyens d’actionnement respectivement des soupapes d’admission et des soupapes d’admission sont prévus, qui permettent de commander respectivement une levée, dite levée principale, d’une soupape d’admission SA et d’une soupape d’échappement SE. En outre, les moyens d’actionnement des soupapes d’échappement SE comprennent des moyens 40 de distribution variable de type WA, permettant de commander, lorsqu’ils sont activés, une levée partielle d’une soupape d’échappement SE pendant la levée principale d’une soupape d’admission SA.
La levée principale d’une soupape d’admission ou d’échappement correspond à un cycle de fonctionnement d’une soupape au cours duquel elle passe d’une position fermée à une position de pleine ouverture, puis retourne dans la position fermée initiale, sur une durée déterminée. La position fermée étant entendue comme étant la position dans laquelle la soupape interdit le passage de gaz entre la chambre de combustion et la canalisation associée à la soupape.
La position de pleine ouverture est une position dans laquelle la soupape est complètement ouverte, par opposition à partiellement ouverte, et permet le passage de gaz entre la canalisation correspondante et la chambre de combustion.
La levée partielle d’une soupape correspond à un cycle de fonctionnement au cours duquel elle passe d’une position fermée à une position d’ouverture partielle, puis retourne dans la position fermée initiale. La levée partielle de soupape présente donc une hauteur qui est inférieure ou celle de la levée (dite levée principale).
La figure 2 illustre ce principe de réouverture de la soupape d’échappement d’un cylindre pendant la phase d’admission du moteur grâce à la distribution variable de type WA associée aux soupapes d’échappement. Les moyens de type WA permettent de réaliser les deux lois de levées des soupapes d’échappement. Une première loi permet d’effectuer la levée principale L1 des soupapes d’échappement pendant la phase d’échappement du moteur. L’autre loi de levée permet d’effectuer la levée partielle L2 des soupapes d’échappement pendant la levée principale des soupapes d’admission au cours d’une phase d’admission du moteur.
Par exemple, les moyens 40 de distribution variable associés aux soupapes d’échappement peuvent être de type arbre à cames WA d’échappement, qui comporte une came associée à une seconde came permettant d’assurer la loi de levée partielle ainsi qu’un dispositif de débrayage apte à rendre non opérationnelle la seconde came pour pouvoir ne réaliser que la levée principale des soupapes d’échappement. Bien entendu, la forme de la seconde came détermine la hauteur de la levée partielle ainsi que la durée de la levée partielle des soupapes correspondantes.
Selon l’exemple de la figure 1, les moyens 40 de distribution variable associés aux soupapes d’échappement sont prévus pour une soupape d’échappement par cylindre. Ils peuvent également piloter deux soupapes d’échappement par cylindre, sans sortir du cadre de l’invention.
En variante, l’arbre à cames de type WA associé aux soupapes d’échappement peut être remplacé par des moyens d’actionnement dédiés à chaque soupape, comme un actionneur à commande électromagnétique ou électropneumatique ou autre, qui agit directement ou indirectement sur la tige de soupape.
Les soupapes d’admission SA sont commandées en ouverture et fermeture par tous moyens conventionnels, comme un arbre à cames classique commandé en rotation par une voie d'entraînement reliée au vilebrequin du moteur.
Encore en référence à la figure 1, le moteur comporte un circuit d’admission d’air 2 comprenant d’amont en aval (par rapport au sens d’écoulement des gaz) : un filtre à air 20, un compresseur 21 de turbocompresseur, qui aspire l’air ambiant à la pression atmosphérique et l’envoie sous pression à l’admission du moteur, un refroidisseur d’air admis suralimenté 22 (R.A.S.), un volet d’admission 23 et un répartiteur d’admission ou collecteur d’admission 24.
Par ailleurs, le moteur 1 dispose également d’un circuit d’échappement 3 relié à une sortie d’échappement des cylindres du moteur, comportant d’amont en aval (par rapport au sens d’écoulement des gaz) : un collecteur d’échappement 30, une turbine 31 de turbocompresseur, un ou plusieurs systèmes de post-traitement des gaz d’échappement 32 et une sortie d’échappement 37 munie d’un volet d’échappement 38. Le volet d’échappement 38 permet notamment de contrôler le débit des gaz d’échappement en sortie du circuit d’échappement.
La turbine 31 de turbocompresseur est couplée en rotation au compresseur 21 par l’intermédiaire d’un arbre de transmission, et permet d’entraîner le compresseur 21 en rotation pour comprimer l’air qui rentre dans le collecteur d’admission lorsque la turbine 31 de turbocompresseur est entraînée en rotation par les gaz d’échappement sortant du collecteur d’échappement 30.
La turbine 31 est ici à géométrie variable. Elle comporte des ailettes mobiles à orientation variable 310 au niveau de l’entrée de la turbine, permettant de modifier la géométrie de la turbine de façon à influer sur l’écoulement des gaz d’échappement sur la turbine 31. Un actionneur (non représenté) est utilisé pour commander l’orientation des ailettes 310 de la turbine. Les signaux de commande de cet actionneur sont fournis par une unité de commande électronique du moteur (ECU). Les ailettes 310 peuvent être commandées dans différentes positions de fermeture de façon à modifier (diminuer ou augmenter) la section de passage des gaz d’échappement vers la turbine 31 et ainsi moduler la puissance fournie par les gaz d’échappement à la turbine 31.
Ainsi, la régulation de la pression de suralimentation PCOLL dans le collecteur d’admission peut être effectuée en agissant sur la commande de la géométrie de la turbine, en particulier sur la commande de la position de fermeture des ailettes en entrée de la turbine.
En variante, le turbocompresseur assurant la suralimentation du moteur peut également être du type comprenant une turbine à géométrie fixe. Dans ce cas, on régule la pression de suralimentation en agissant sur la commande de la soupape de décharge (« Wastegate » selon la terminologie anglo-saxonne), qui est la soupape aménagée entre la soupape d’échappement des gaz d’échappement en sortie du moteur et l’entrée de la turbine, et qui permet de régler la quantité de gaz d’échappement passant au travers de la turbine.
Ici, le moteur 1 comporte également un circuit 33 de recirculation des gaz d’échappement à haute pression, depuis le circuit d’échappement 3 vers le circuit d’admission 2. Ce circuit de recirculation est aussi communément appelé circuit ou ligne EGR-HP, conformément à l’acronyme anglo-saxon de « Exhaust Gaz Recirculation - High Pressure ». II comprend une entrée qui prend naissance dans le circuit d’échappement 3, entre le collecteur d'échappement 30 et la turbine 31, et une sortie qui débouche dans le circuit d’admission 2, directement en amont du collecteur d’admission 24, entre le volet d’admission 23 et le collecteur d’admission 24.
Ce circuit EGR-HP 33 permet de prélever une partie des gaz circulant dans le circuit d’échappement 3, appelés gaz de recirculation ou gaz EGR, directement en aval du collecteur d’échappement, pour la réinjecter dans les cylindres du moteur afin de réduire les émissions polluantes du moteur, et en particulier les émissions d’oxydes d’azote. Ce circuit EGR-HP 33 comporte une vanne EGR-HP 34 pour réguler le débit de gaz EGR débouchant dans le collecteur d’admission 24. Lorsque la vanne 34 est fermée, aucun gaz EGR n’est introduit dans le circuit d’admission via le circuit EGR-HP 33. Par contre, lorsqu’il est nécessaire d’introduire des gaz EGR dans le circuit d’admission d’air frais via le circuit EGR-HP 33, on active le circuit EGR-HP 33 en commandant à l’ouverture la vanne 34, permettant le passage d’un débit de gaz d’échappement plus ou moins important vers le circuit d’admission.
En outre, ce circuit EGR-HP 33 est ici complété par un circuit 35 de recirculation des gaz d’échappement à basse pression, aussi communément appelé circuit ou ligne EGR-LP conformément à l’acronyme anglo-saxon de « Exhaust Gaz Recirculation - Low Pressure ». Ce circuit EGR-LP prend naissance dans le circuit d’échappement 3, à la sortie du système de posttraitement 32, et débouche dans le circuit d’admission 2, entre le filtre à air 20 et le compresseur 21. Ce circuit EGR-LP 35 comporte une vanne EGR-LP 36 pour réguler le débit de gaz EGR débouchant dans le circuit d’admission 2. Les gaz d’échappement, qui ne sont pas recyclés via le circuit EGR-LP 35, sont évacués dans la conduite de sortie d’échappement 37 dans laquelle se trouve le volet d’échappement 38.
Nous allons maintenant décrire plus en détail le pilotage du système de suralimentation du moteur lorsque les moyens de type WA associés aux soupapes d’échappement du moteur sont activés. En particulier, lors de la réouverture de la soupape d’échappement pendant la phase d’admission, des gaz brûlés provenant de l’échappement sont réintroduits dans le cylindre. Ces gaz d’échappement réintroduits font chuter le taux de remplissage en air des cylindres du moteur et partant, influent directement le débit d’air Qair du moteur.
De ce fait, il y a interdépendance entre le débit d’air du moteur et le taux de gaz d’échappement réintroduits (taux d’IGR).
Ainsi, s’agissant de la régulation de la pression de suralimentation PCOLL dans le collecteur d’admission du moteur, lorsque les moyens de type WA associés aux soupapes d’échappement du moteur sont activés, quand on commande en fermeture les ailettes de la turbine à géométrie variable en vue de la régulation de la pression de suralimentation (dans le cas d’un turbine à géométrie variable), la contre-pression qui s’en suit à l’échappement du moteur se traduit par une augmentation du taux d’IGR et par une diminution de la pression de suralimentation et du débit d’air du moteur, ce qui est le contraire du mode de fonctionnement lorsque les lorsque les moyens de type WA associés aux soupapes d’échappement du moteur ne sont pas activés.
En effet, lorsque ces moyens ne sont pas activés, la pression de suralimentation à l’admission PCOLL est régulée comme suit : quand on ferme les ailettes (dans le cas d’une turbine à géométrie variable), la pression de suralimentation PCOLL augmente et le débit d’air du moteur augmente ; quand on les ouvre, la pression de suralimentation diminue, ce qui permet de réguler la quantité d’air introduite dans le moteur et le couple moteur, via ce débit d’air et la quantité de carburant.
Le contrôle du fonctionnement du moteur ne peut donc se faire de manière classique lorsque les moyens de type WA associés aux soupapes d’échappement du moteur sont activés.
Selon le procédé de commande de l’invention, le taux d’IGR et le débit d’air Qair étant liés, on prévoit de contrôler le taux d’IGR en régulant le débit d’air. Ce dernier est mesuré par le débitmètre du moteur.
Autrement dit, pour obtenir le taux d’IGR désiré, le système de régulation du turbocompresseur (« wastegate » dans le cas d’une turbine à géométrie fixe ; ailettes à l’entrée de la turbine, dans le cas d’une turbine à géométrie variable) est commandé de manière à obtenir le débit d’air correspondant. Pour ce faire, il est nécessaire de construire au préalable une cartographie du couple (taux d’IGR, débit d’air).
L’ensemble de la stratégie de commande du moteur selon l’invention va maintenant être décrite plus en détail en référence à la figure 3. Elle est pilotée par le calculateur dédié au contrôle moteur hébergé dans l’unité de commande électronique du moteur (ECU). Cette stratégie est appliquée selon l’exemple sur un moteur comprenant un turbocompresseur présentant une turbine à géométrie variable.
Une première étape E0 consiste à déclencher l’activation des moyens de distribution variable de type WA associés aux soupapes d’échappement du moteur, en fonction de conditions de fonctionnement du moteur. Pour ce faire, l’ECU reçoit un ensemble de paramètres permettant de déterminer la présence de conditions de fonctionnement du moteur nécessitant l’activation de ces moyens de type WA. Ces paramètres comprennent la température de l’air extérieur Tair, la température d’eau du circuit de refroidissement Teau, le régime N du moteur, la charge du moteur, fournie par exemple par l’indicateur de pression moyenne effective PME. D’autres paramètres peuvent également être pris en compte par l’ECU, tels que l’efficacité ε du système de post-traitement.
Si les conditions de fonctionnement qui nécessitent d’utiliser les moyens de type WA ne sont pas vérifiées, on passe dans une étape E01 dans laquelle ces moyens ne sont pas activés (WA OFF). Dans ce cas, le procédé applique une étape E02, dans laquelle le contrôle moteur fonctionne normalement. Autrement dit, l’étape E02 déclenche une étape de commande de la position des ailettes à l’entrée de la turbine du turbocompresseur pour réguler la pression de suralimentation PCOLL à l’admission sur une consigne de pression consigne_PCOLL. Suivant le régime N et la charge PME du moteur, cette régulation de la pression de suralimentation se fera soit en boucle fermée (régulation par actionneurs de type PID), soit en boucle ouverte (au moyen par exemple de cartographies de pré-positionnement des ailettes de la turbine à géométrie variable. De façon classique, à l’étape E03, la commande en fermeture des ailettes de la turbine à géométrie variable entraîne une augmentation de la pression de suralimentation PCOLL et la régulation par la commande en fermeture des ailettes est maintenue tant que la pression de suralimentation PCOLL n’a pas atteint la valeur de consigne consigne_PCOLL (étape E04). Lorsque cette valeur de consigne est atteinte ou dépassée par la pression de suralimentation PCOLL, on passe dans une étape E05 dans laquelle le réglage de la position des ailettes est stabilisé et la stratégie de commande est stoppée.
Par contre, à l’étape E0, si les conditions de fonctionnement, qui nécessitent d’utiliser les moyens de type WA, sont vérifiées par l’ECU, on commande dans une étape E11 l’activation de ces moyens (WA ON).
Dans ce cas, conformément à l’invention, le procédé déclenche une étape E12 de pilotage de la turbine à géométrie variable dans laquelle on commande la position des ailettes à l’entrée de la turbine du turbocompresseur sur une consigne de débit d’air consigne_Qair. Cette consigne de débit d’air a été cartographiée au préalable au cours d’essais permettant de construire une cartographie Qair=f(N, PME) de valeurs de consignes de débit d’air en fonction de conditions de fonctionnement du moteur définies par des valeurs de régime N et de charge PME du moteur. Cette cartographie fixe le taux d’IGR que l’on souhaite réintroduire, qui est généralement le taux maximum atteignable par le système. Aussi dans une étape E14, les ailettes de la turbine à géométrie variable sont commandées de manière à obtenir la consigne de débit d’air fournie à l’étape E13 par la cartographie préétablie, en fonction des conditions de fonctionnement du moteur déterminées par le régime N et la charge PME du moteur.
Le contrôle est ici inversé par rapport au cas où les moyens de type WA ne sont pas activés (WA OFF). En effet, comme expliqué ci-dessus, le fonctionnement du contrôle moteur lorsque les moyens de type WA sont activés implique que, dans une étape E14, lorsqu’on commande les ailettes de la turbine à géométrie variable vers leur position de fermeture, la pression de suralimentation PCOLL et le débit d’air Qair du moteur diminue, du fait de la réintroduction de gaz brûlés dans le cylindre. Suivant les conditions de fonctionnement (N, PME) du moteur, le contrôle pourra se faire soit en boucle fermée (régulation par actionneurs de type PID sur la consigne de débit d’air) soit en boucle ouverte (à l’aide de cartographies de pré-positionnement des ailettes de la turbine à géométrie variable).
A l’étape E15, la régulation par la commande en fermeture des ailettes est maintenue tant que le débit d’air Qair mesuré par le débitmètre du moteur est supérieur à la valeur de consigne de débit d’air consigne_Qair fournie par la cartographie à l’étape E13, correspondant au taux d’IGR désiré. Lorsque le débit d’air mesuré atteint ou devient inférieur à cette valeur de consigne de débit d’air, on passe dans une étape E16 dans laquelle le réglage de la position des ailettes est stabilisé et la stratégie de commande est stoppée.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Procédé de commande d’un moteur à combustion interne (1) suralimenté par au moins un turbocompresseur, ledit moteur comprenant au moins un cylindre (10, 12, 14, 16), au moins une soupape d’admission (SA) dans ledit cylindre et au moins une soupape d’échappement (SE) des gaz brûlés dudit cylindre, ledit moteur (1) étant équipé d’au moins un circuit (33, 34) de recirculation des gaz d'échappement et de moyens de distribution variable (40) permettant de faire varier la loi de levée de ladite soupape d’échappement (SE), notamment au niveau de l’instant d’ouverture et de fermeture de ladite soupape d’échappement, dans lequel on commande (E0) l’activation desdits moyens de distribution variable en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur de façon à commander une levée au moins partielle de ladite soupape d’échappement pendant une levée principale de ladite soupape d’admission pour réintroduire des gaz d’échappement dans la chambre de combustion du cylindre lors d’une phase d’admission d’air, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes en cas d’activation (E11 ) desdits moyens de distribution variable :- générer (E13) une valeur de consigne de débit d’air (consigne_Qair) du moteur tenant compte du régime (N) et de la charge (PME) du moteur, ladite valeur de consigne de débit d’air étant apte à fixer une valeur cible de taux de gaz d’échappement réintroduits ;- réguler (E14) le débit d’air admis dans le moteur en agissant sur le turbocompresseur par rapport à ladite valeur de consigne de débit d’air générée, de façon à faire diminuer le débit d’air (Qair) admis jusqu’à atteindre ladite valeur de consigne de débit d’air générée permettant d’obtenir ladite valeur cible de taux de gaz d’échappement réintroduits.
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite valeur de consigne de débit d’air est générée à partir d’une cartographie (Qair=f(N,PME)) préalablement construite dans laquelle sont stockées des valeurs de consigne de débit d’air du moteur en fonction du régime (N) et de la charge (PME) du moteur, chaque valeur de consigne de débit d’air cartographiée correspondant à une valeur cible de taux de gaz d’échappement réintroduits.
- 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le turbocompresseur étant du type comprenant une turbine à géométrie variable (31), on commande des éléments (310) de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable de façon à réguler le débit d’air admis dans le moteur.
- 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, les éléments de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable comprenant des ailettes mobiles à orientation variable en entrée de la turbine permettant de modifier une section de passage des gaz d’échappement vers la turbine, on commande lesdites ailettes en fermeture jusqu’à atteindre ladite valeur de consigne de débit d’air générée.
- 5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le turbocompresseur étant du type comprenant une turbine à géométrie fixe, on commande une soupape de décharge du turbocompresseur de façon à réguler le débit d’air admis dans le moteur.
- 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’activation des moyens de distribution variable est commandée en fonction d’au moins les paramètres suivants : la température de l’air extérieur (Tair), la température du liquide du circuit de refroidissement du moteur (Teau), le régime (N) du moteur, la charge (PME) du moteur et un paramètre (ε) relatif à l’efficacité du système de post-traitement du moteur.
- 7. Dispositif de commande d’un moteur à combustion interne (1) suralimenté par au moins un turbocompresseur, ledit moteur comprenant au moins un cylindre (10, 12, 14, 16), au moins une soupape d’admission (SA) dans ledit cylindre et au moins une soupape d’échappement (SE) des gaz brûlés dudit cylindre, ledit moteur (1) étant équipé d’au moins un circuit (33, 34) de recirculation des gaz d'échappement et de moyens de distribution variable (40) permettant de faire varier la loi de levée de ladite soupape d’échappement (SE), notamment au niveau de l’instant d’ouverture et de fermeture de ladite soupape d’échappement, ledit dispositif comprenant une unité de commande électronique du moteur adaptée à commander l’activation desdits moyens de distribution variable en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur de façon à commander une levée au moins partielle de ladite soupape d’échappement pendant une levée principale de ladite soupape d’admission pour réintroduire des gaz d’échappement dans la chambre de combustion du cylindre lors d’une phase d’admission d’air, caractérisé en ce que ladite unité de commande est adaptée pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.
- 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite unité de commande est associée à des moyens de stockage de données, lesdits moyens de stockage de données comportant une cartographie dans laquelle sont stockées des valeurs de consigne de débit d’air du moteur en fonction du régime (N) et de la charge (PME) du moteur, chaque valeur de consigne de débit d’air cartographiée correspondant à une valeur cible de taux de gaz d’échappement réintroduits.
- 9. Véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de commande selon la revendication 7 ou 8.
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