Brevet FR2604214A1 — publié le 19880325

-i 2 6 2604214 PROCEDE DE CORRECTION DU TEMPS D'INJECTION DANS UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A COMMANDE D'INJECTION La présente invention s'applique à un moteur à combustion interne, à injection électronique, de type pression-vitesse, doté d' un dispositif de recirculation des gaz d'échappement. Ce dispositif de recirculation des gaz du type "back-pressure" con m porte un conduit relié au circuit 1 d' échappem ent, un clapet délivrant un débit de recirculation qui est fonction de la contre-pression à 1' échappem ent et une électrovanne "tout ou rien" commandant l'ouverture de ce clapet. Cette partie des gaz d' échappement vient ainsi se m élanger aux gaz frais dans le circuit d'admission. Cette recirculation des gaz brûlés est utilisée pour répondre aux normes anti-pollution. 1B Or, l'arrivée des gaz d' échappement, qui sont inertes, dans le collecteur d'admission, tout en diminuant la quantité d'oxydes d'azote émis, diminue également la puissance, puisque pour un même volume d'air et une même pression dans le collecteur, Il y a m oins de gaz frais participant à la comn bustion. La quantité d' essence injectée étant proportionnelle à la pression dans le collecteur d'admission, on a alors pour une même pression un rapport essence-air frais plus important dans le cas o la recirculation des gaz d'échappement, on "exhaust gaz recirculation" (EGR) en vocable anglo-saxon, est en service. En effet, pour une même pression collecteur, la quantité d'air dans le collecteur est égale sans E GR à la quantité d'air frais et avec E GR à la quantité d'air frais à laquelle est ajoutée la quantité de gaz trodlés recyclés. De sorte que, le temps d'injection étant le même, le rapport entre le temps d'injection et la quantité d'air frais sans EGR est inférieur à ce même rapport avec EGR; par conséquent, la richesse avec EGR est supérieure à la richesse sans EGR. La mise en service de la recirculation des gaz d' échappement dans le système d'injection du type pression-vitesse; induit donc une augmentation de la richesse du m élange air-carburant. Le calculateur électronique d'injection doit alors réaliser une correction négative de la quantité d' essence à injecter. /...167 2 - L'invention propose un procédé de correction du temps d'injection par le calculateur électronique d'injection qui doit donc effectuer une correction négative (ou positive) de la quantité d'essence à injecter, de façon à m aintenir constante la richesse mê m e lors des mrises en route ou des arrêts de la com mande de recirculation des gaz d' échappement. Pour cela, l'objet de l'invention est un procédé de correction du temps d'injection Ti, ou temps d'ouverture des injecteurs, dans un moteur à combustion interne à injection électronique de type pression-vitesse équipé d'un dispositif de recirculation des gaz d'échappement vers le circuit d'admission et pour lequel le temps d'injection est de la forme Ti-= K"K. P + Tio avec - P: pression dans le collecteur d'admission K:facteur d' échelle - Tio:temps d'injection initial - K":facteur multiplicatif prenant en compte certains param ètres de fonctionnement du moteur caractérisé en ce que la correction est du type filtre du premier ordre Ti = K"Ki. P + Tio et Ki = K1-1 + kC (KCibIe - Ki-1) avec -_: constante pour un taux donné E G R de recLrculation des gaz d'échappement, indépendante du régime moteur et de la pression collecteur et - Kcible: valeur K du facteur d' échelle sans com mande de recirculation des gaz et égale à K' avec commande d'EGR. 49391{ 1 676 -3- D' autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, illustrée par les figures suivantes qui représentent: - la figure 1: les variations de la richesse au cours du temps, avec et sans commande d'EGR, pour un moteur selon 1' art antérieur - la figure 2: les variations de la richesse dans les mê mes conditions, pour un moteur équipé du procédé selon 1' invention; - les figures 3 et 4: les variations de la richesse pour un m oteur respectivement sans et avec le procédé selon l'invention, équipé de plus d'un bouclage par sonde Lamn bda. Dans un moteur à injection con m andée par un calculateur électronique et doté d'un dispositif de recirculation des gaz d' échappem ent, on a vu précédemment que la mise en service de 1'EGR provoque une augmentation du temps d'injection et de la richesse du mélange. Le calculateur électronique d' irnjection doit donc effectuer une correction négative du temps d'injection. En l'absence de recirculation des gaz brûlés, le temps d'ouverture des injecteurs est de la forme: Ti - K"K. P + Tio avec - P: pression dans le collecteur d'admission - Tio: temps d'injection initial - K: facteur d'échelle - K": facteur m ultiplicatif de correction de tem pérature, de dynamique des injecteurs Avec recirculation des gaz brûlés, le temps d'injection devient VT'i = K"K'. P + Tio o la valeur K' du facteur d'échelle est inférieure à celle correspondant à l'absence d'EGR, K. /49398 167.. 49398 X$167e Sur la figure 1, sont représentées, en fonction du temps, les courbes suivantes - la courbe A: le signal de commande Cde la vanne pilotant le clapet qui autorise la recirculation des gaz brûlés vers le circuit d'admission - la courbe B: le facteur d' échelle K - la courbe C: le taux de recirculation des gaz CEGR - la courbe D: la richesse du m élange air-carburant L' électrovanne du type "back-pressure" fonctionne en "tout ou rien" et a la particularité de fournir un taux d'EGR EGR à peu près constant, quels que soient la charge et le régime du moteur. Le taux d'EGR est le rapport entre le volume des gaz brOlés remis en circulation dans le circuit d'admission, d'une part, et la somme du volume de gaz frais et du volume des gaz brûlés remis en circulation, d'autre part, c' est-à-dire le rapport entre le volume de gaz recyclés et le volume total des gaz admis. On constate qu'à l'instant t1 de mise en marche de la commande EGR, le facteur d'échelle K passe de sa valeur initiale K à une valeur K' inférieure à K pour corriger la richesse. Au même instant t1, le taux d'EGR augmente de EGR à V'EGR progressivement selon une courbe caractéristique de la géométrie de la vanne de recirculation des gaz brOlés qui présente un certain te mps de réponse à la comn mande et caractéristique aussi du tem ps de transfert des gaz brOlés de l'échappement vers l'admission. En raison du brusque changement de valeur du facteur d'échelle K, le temps d'injection Ti chute brusquement également entrainant un apprauvrlssement brutal R1 de la richesse R à l'instant t1. Une fois corrigée, la richesse revient ensuite à sa valeur initiale R lorsque le taux d'EGR;EGR a atteint sa valeur C'EGR. De même, à l'instant t2 d'arrêt de la commande d'EGR, la courbe D de richesse présente un enrichissement brutal R2 dO au changement de valeur de K. 439 11.../...676 4939e t 1676 -5 Le but de l'invention est de réaliser un changement progressif du facteur d'échelle K prenant en compte l'évolution du taux d'EGR, de fagon à maintenir constante la richesse du mélange aircarburant lors des rmises en route et des arrêts de la commande E GR. La figure 2 représente les mêmes courbes que la figure 1, le moteur étant doté du procédé selon l'invention, qui consiste à apporter une correction, du type filtre du premier ordre, au temps d'injection Ti Ti = K"Ki. -P + tio avec: Ki = Ki-1 + k; (Keible - Ki-1) o - k; est une constante pour un taux d'E GR donné, indépendante de la pression collecteur et du régime moteur - K cible est égale à la valeur initiale K du facteur d' échelle, en l' absence d' E GR, et est égale à une valeur donnée K', inférieure à K et fonction du taux d' E G R, en présence de gaz brûlés recyclés. Ainsi, contrairement à ce qui se passait dans 1' art antérieur lorsque le facteur d' échelle changeait brutalem ent de valeur lors des mises en marche et des arrêts de l'EGR, selon l'invention le facteur d'échelle Ki varie progressivement selon une courbe du type filtre du premier ordre. Le facteur d'échelle Ki com me le temps d'injection Ti sont synchronisés sur le demi-tour de révolution moteur. Sur la courbe B de la figure 2, on rem arque la variation progressive du facteur d'échelle Ki, de la valeur K sans EGR à la valeur K' avec EGR. Et sur la courbe D, on remarque que la richesse reste constante même lors des transitions entre absence d' E GR et présence d' E GR. 493...8 167.. 4939It 1 1 676 -6- Les pics d'appauvrissement ont disparu puisque le temps d'injection n'est plus modifié brutalement mais de façon à suivre au mieux l'évolution transitoire de 1' E G R Lorsque les normes d'anti- pollution deviennent très contraignantes,on peut ajouter un pot catalytique trifonctionnel dans le circuit d' échappement. Ce type de pot catalytique n' est vraiment efficace que si le m élange initial air- essence est rigoureusement stoechiom étrique, c' est-à-dire que la richesse est égale à 1. Une sonde Lambda placée dans l'échappement permet de savoir si la richesse est bien égale à 1 ou non. En fonction du signal délivré par la sonde, le calculateur électronique corrige le temps d'ouverture des injecteurs pour maintenir la richesse à la valeur 1. Cette correction du temps d'injection Ti du type intégral proportionnel apparaît sur la courbe E de la figure 3. On constate que la courbe D de richesse présente des pics d'enrichissement R1 et d'appauvrissement R2 lors des mises en route et des arrêts de la recirculation des gaz brûlés, lorsque le moteur ne fonctionne pas avec le procédé selon l'invention. Par contre, sur la figure 4, on remarque bien que la richesse reste constante lorsque le calculateur électronique applique le procédé selon l'invention. 4939B I 1676 -7- R E V E N DI C A TI 0 N S 1/ Procédé de correction du temps d'irnjection dans un moteur à combustion interne à injection électronique du type pression-vitesse, équipé d'un dispositif de recirculation des gaz d' échappement vers le circuit d'admission, pour lequel le temps d'injection est de la forme Ti = K"K.P + Tic avec - P: pression dans le collecteur d'admission - K: facteur d'échelle - Tio: temps d'injection initiale - K": facteur multiplicatif de correction ce procédé de correction étant destiné à maintenir la richesse du m élange air-carburant constante, caractérisé en ce que la correction est du type filtre du premier ordre: Ti = K.Ki. P + Tio et Ki K KI.1 * k (K cible - Ki-1) avec - k -constante pour un taux donné EGR de recirculation des gaz d'échappement, indépendante du régime moteur et de la pression collecteur - K cible = valeur K du facteur d' échelle sans com m ande de recirculation des gaz = valeur K' du facteur d' échelle avec con m ande de recirculation des gaz, fonction du taux EGR con mandé 4939./ 6 4939e 1 se7x, - 8 - 2/ Procéd4 selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est appliqué dans un moteur équipé d'une sonde à oxygène destinée à maintenir la richesse à 1. 49398 1676 49398 1 1676