Brevet FR2769044A1 — publié le 19990402

La présente invention concerne un procédé de commande du recyclage de gaz d'échappement dans un moteur à combustion interne (ci-après appelé aussi plus brièvement "moteur"), selon lequel, en fonction d'une grandeur de charge et d'autres grandeurs d'entrée, notamment de la vitesse de rotation du moteur, une valeur de consigne du taux de recyclage des gaz d'échappement, rangée en mémoire dans un dispositif de commande, est déterminée et un signal de réglage servant à commander une valve de recyclage de gaz d'échappement est déduit de la valeur de consigne du taux de recyclage de gaz d'échappement, la valeur de consigne rangée en mémoire dans le dispositif de commande étant adaptée au fonctionnement en régime permanent du moteur. Dans les moteurs à combustion interne, notamment les moteurs Diesel, un recyclage de gaz d'échappement est prévu pour réduire la proportion de NOx dans les gaz d'échappement. D'un point de vue de la technique de combustion, il est nécessaire de rendre disponibles des taux de recyclage de gaz d'échappe-ment (ci-après appelés aussi plus brièvement "taux de recyclage" ou encore "EGR") qui soient définis sur tout le domaine de fonctionnement du moteur. Le taux de recyclage dépend de la différence entre la pression de charge régnant dans le conduit d'admission et la contre-pression des gaz d'échappement, ainsi que du réglage d'une valve de recyclage de gaz d'échappement qui est disposée dans une liaison prévue entre le système de gaz d'échappement et le conduit d'admission. Le document DE 195 02 368 Ai décrit un procédé de détermination du taux réel de recyclage. Des dispositifs de régulation ou de commande sont connus pour assurer un taux défini de recyclage de gaz d'échappement. C'est ainsi que le document DE 42 22 414 C2 décrit un dispositif de commande de recyclage de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne. La commande du recyclage de gaz d'échappement s'effectue en général au moyen d'un appareil de commande qui détermine une information nécessaire de recyclage de gaz d'échappement, notamment le taux de recyclage, en vue du fonctionnement du moteur, et ceci en fonction de grandeurs d'entrée telles que pression d'admission, position de la pédale d'accélérateur et vitesse de rotation du moteur. Cela s'obtient habituellement par le dépôt de valeurs de consigne dans une table caractéristique pour différentes grandeurs d'entrée. Ces valeurs de consigne sont déterminées au moyen d'essais statiques au banc d'essais. La table caractéristique est valable pour des phases de fonctionnement en régime permanent du moteur. Pour des situations de fonctionnement en régime non permanent, c'est-àdire pour des passages d'une situation de fonctionnement en régime permanent à une autre, une table caractéristique de grandeurs de consigne préétablie ne fonctionne pas toujours d'une manière satisfaisante, notamment en ce qui concerne le comportement des gaz d'échappement et la consommation de carburant. Dans le cas d'un changement rapide de charge, par exemple d'un démarrage, la valeur de consigne prend une valeur supérieure, étant donné qu'on passe alors par des points de la table caractéristique pour lesquels, dans des conditions de régime permanent, un taux de recyclage plus élevé est souhaité. Toutefois, lors du démarrage ou d'une accélération, il apparaît des phénomènes de quantité insuffisante d'air en raison de la forte augmentation du débit massique de carburant (ci-après plus brièvement "débit massique de carburant" ou "débit massique"), étant donné que la pression qui règne en régime permanent dans le système d'admission n'est pas disponible ou n'est pas encore disponible dans cette phase de fonctionnement en régime non permanent. Dans le cas de moteurs Diesel, il en résulte une formation accrue de noir de carbone. Une augmentation supplémentaire du taux de recyclage réduit la teneur en oxygène de l'air introduit et amplifie ainsi le problème. C'est pourquoi, jusqu'à présent, la régulation du taux EGR est mise hors service au ralenti ou lors de l'accélération. La détermination des conditions de mise en service et hors service de la régulation est difficile. C'est pourquoi l'invention a pour but de fournir un procédé de commande du recyclage de gaz d'échappement, dans un moteur à combustion interne, qui convienne aussi pour des phases de fonctionnement en régime non permanent. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de commande de recyclage de gaz d'échappement, du type générique défini en introduction, qui est caractérisé en ce que la valeur de consigne du taux de recyclage est modifiée au moyen d'une valeurs de correction de façon à donner une valeur de consigne corrigée, la valeur de correction étant produite dans un élément de correction dans des situations de fonctionnement en régime non permanent du moteur, de sorte que la valeur de consigne corrigée est aussi adaptée dans des situations de fonctionnement en régime non permanent. Le procédé conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - un étage de transformation comportant une partie de dérivation est utilisé en tant qu'élément de correction et la valeur de correction est déterminée en fonction de la grandeur de charge ou de la valeur de consigne du taux de recyclage, - le signal d'un capteur disposé sur la pédale d'accélération est envoyé à l'élément de correction en tant que grandeur de charge, - le débit de carburant à injecter est envoyé à l'élément de correction en tant que grandeur de charge, - la valeur de correction et la valeur de consigne du taux de recyclage sont combinées d'une manière additive, - l'étage de transformation est un étage DT1, - l'étage de transformation est un étage DT2, - l'étage de transformation est un étage PDT1, - l'étage de transformation est un étage PDT2. Conformément à l'invention, les valeurs de consigne du taux de recyclage qui sont prélevées dans une table caractéristique sont corrigées, pour des situations de fonctionnement en régime non permanent du moteur, par la valeur de sortie de l'élément de correction. Un choix approprié de l'élément de correction et un réglage appropriées de ses constantes de temps permettent d'obtenir le comportement de correction nécessaire et donc de meilleures données de rendement du moteur. Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont exposés ci-après en détail en regard des dessins. Sur ceux-ci, on voit: à la figure 1, un schéma-bloc du procédé, conforme à l'invention, de commande du recyclage de gaz d'échappement, à la figure 2, la variation dans le temps de différentes grandeurs, à savoir, à la figure 2a, du débit de carburant injecté M, à la figure 2b, de la vitesse de rotation N, à la figure 2c, de la valeur de correction EGRDIFF, à la figure 2d, du taux de recyclage EGR ou EGRCORR, à la figure 3, un schéma-bloc d'une autre forme de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention et, à la figure 4, une représentation schématique d'un recyclage de gaz d'échappement. La figure 4 sert à exposer un recyclage de gaz d'échappement prévu pour un moteur à combustion interne 4. Une partie des gaz d'échappement, qui quittent le moteur 4 dans le sens de la flèche, est prélevé dans la conduite d'échappement 8 et, par une conduite de recyclage 9 dans laquelle est disposée une valve de recyclage de gaz d'échappement 10 qui est commandée par le dispositif de commande 11, elle est recyclée dans le mélange carburant- air contenu dans le conduit d'admission 12 et s'écoulant dans le sens de la flèche. Etant donné que la partie recyclée des gaz d'échappement ne peut plus participer à la combustion, la température de combustion se trouve abaissée et il se forme moins d'oxydes d'azote. La figure 1 représente une mise en oeuvre préférée du procédé, conforme à l'invention, de commande du recyclage de gaz d'échappement dans un moteur à combustion interne. Une grandeur de charge est exprimée par le signal P d'un capteur 1 disposé sur la pédale d'accélérateur et est envoyée à une table caractéristique 2 qui, à partir d'elle, détermine le débit de carburant à injecter M. La grandeur de charge peut aussi être le débit de carburant M, le couple du moteur, le débit massique d'air ou la pression du collecteur d'admission. Le débit de carburant M est envoyé à une table caractéristique 3. En outre, la valeur réelle de la vitesse de rotation N du moteur 4 est envoyée en tant que seconde grandeur d'entrée à cette table caractéristique 3. A partir des valeurs N et M, la table caractéristique 3 détermine la valeur de consigne pour le taux de recyclage de gaz d'échappement EGR. Les valeurs de consigne des taux de recyclage EGR qui sont déposées dans la table caractéristique 3 ont été déterminées dans des conditions de régime permanent et sont donc valables pour des situations de fonctionnement en régime permanent du moteur 4. Un signal de réglage destiné à commander la valve de recyclage 10 de la figure 4 est déduit de la valeur de consigne EGR. Pour des situations de fonctionnement en régime non permanent du moteur, c'est-à-dire pour des modifications de la grandeur de charge ou de la vitesse de rotation, les valeurs de consigne EGR déposées en mémoire dans la table caractéristique 3 ne sont pas optimales en ce qui concerne des critères tels que ralenti, consommation de carburant ou comportement des gaz d'échappement. Conformément à l'invention, pour obtenir des taux de recyclage adaptés pour des situations de fonctionnement en régime non permanent, il est prévu un élément de correction 5. Comme grandeur d'entrée, cet élément de correction 5 reçoit le signal P du capteur 1, c'est-à- dire la grandeur de charge. L'élément de correction 5 exécute une opération mathématique à partir de la grandeur de charge. Cette opération mathématique peut par exemple être une dérivation avec retard (étage DT1). L'élément de correction 5 détermine une valeur de correction EGR DIFF. A partir de celle-ci et avec la valeur de consigne du taux de recyclage EGR qui est extraite de la table caractéristique 3, il est formé, pour la situation de régime non permanent du moteur 4, des taux de recyclage EGR CORR corrigés dans l'étage d'addition 6 qui améliorent notamment le ralenti, la consommation de carburant ou le comportement des gaz d'échappement, dans la situation de fonctionnement en régime non permanent du moteur. La figure 2 représente la variation dans le temps de différentes grandeurs prévues pour le procédé conforme à l'invention. Le temps est porté sur l'axe des X et, sur l'axe des Y, les grandeurs considérées, à savoir à la figure 2a le débit de carburant M, à la figure 2b la vitesse de rotation N, à la figure 2c la valeur de correction EGRDIFF et à la figure 2d le taux de recyclage EGR ou EGR_CORR. A l'instant tl, le conducteur souhaite augmenter la vitesse de rotation. La grandeur de charge qui correspond au souhait du conducteur croît brusquement jusqu'à une valeur plus élevée et donc aussi le débit de carburant M déterminé par la table caractéristique 2. Jusqu'à cet instant, le recyclage de gaz d'échappement du moteur s'effectuait avec le taux de recyclage EGR. La valeur de correction EGRDIFF fournie par l'élément de correction 5 était nulle, étant donné que la grandeur de charge était constante et qu'il se présentait donc une situation de fonctionnement en régime permanent. Avec la variation brusque de la grandeur de charge, il apparaît une situation de fonctionnement en régime non permanent. Le taux de recyclage EGR optimal dans la situation de régime permanent est corrigé de la valeur EGR_DIFF fournie par l'élément de correction 5, de sorte qu'il en résulte le taux de recyclage corrigé EGR CORR qui est adapté à la situation de fonctionnement en régime non permanent. Le comportement de l'élément de correction et donc la variation dans le temps de la valeur de correction EGR_DIFF peuvent être déterminés au moyen d'un choix approprié de l'élément de correction 5. Cet élément de correction comprend un étage de transformation à partie de dérivation à constantes de temps convenables. Comme étages de transformation, on peut envisager: DT1, un étage de dérivation comportant une constante de temps, DT2, un étage de dérivation comportant deux constantes de temps, PDT1, un étage proportionnel et de dérivation comportant une constante de temps, PDT2, un étage proportionnel et de dérivation comportant deux constantes de temps, ainsi que des variantes de ceux-ci, notamment celles qui sont asymétriques, c'est-à-dire ne réagissent qu'à une variation positive ou négative des grandeurs d'entrée. Le comportement de dérivation d'un étage de transformation est caractérisé par le fait que son signal de sortie est, après achèvement de toutes les opérations de transition, proportionnel à la dérivée du signal d'entrée par rapport au temps. Un étage de transfomation a un comportement P (comportement proportionnel) lorsqu'à l'état d'équilibre, la grandeur de sortie dépend d'une manière linéaire de la grandeur d'entrée. Les étages de transformation PDT et DT décrits comportent encore par ailleurs une ou deux constantes de temps au moyen desquelles il est possible de régler le comportement dans le temps par lequel l'étage de transformation réagit à une variation des grandeurs d'entrée. En fonction du réglage de ce comportement dans le temps, il faut plus ou moins de temps, après le saut d'une grandeur d'entrée à une nouvelle valeur constante, pour que la valeur de correction EGRDIFF soit redevenue nulle et que le taux de recyclage corrigé EGR CORR corresponde à la valeur de consigne EGR, fournie pas la table caractéristique 3, qui est valable pour la situation de fonctionnement en régime permanent. Après l'instant t2, une situation de fonctionnement en régime permanent est de nouveau atteinte, la vitesse de rotation N a augmenté et reste constante. La valeur de correction EGRCORR est revenue à zéro et le moteur fonctionne avec le taux de recyclage EGR prévu pour cette situation de fonctionnement en régime permanent. La figure 3 représente une variante de mise en oeuvre du procédé, conforme à l'invention, de commande du recyclage de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne 4. Les éléments désignés pas les repères 1, 2, 3, 4 et 5 correspondent à ceux de la figure 1. D'une manière analogue au processus illustré à la figure 1, une valeur de consigne du taux de recyclage EGR qui est optimale pour des situations de fonctionnement en régime permanent du moteur 4 est déterminée à partir de la table caractéristique 3. Pour l'adaptation à des situations de fonctionnement en régime non permanent, une valeur de correction EGR DIFF servant pour le recyclage de gaz d'échappement est déterminée par l'élément de correction 5. Toutefois, à la différence de l'exemple de mise en oeuvre de la figure 1, ce n'est pas la grandeur de charge qui est utilisée en tant que grandeur d'entrée de l'élément de correction 5, mais la valeur de consigne du taux de recyclage EGR qui est déterminée pour la situation de régime permanent. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande du recyclage de gaz d'échappement dans un moteur à combustion interne, selon lequel, en fonction d'une grandeur de charge et d'autres grandeurs d'entrée, notamment de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, une valeur de consigne du taux de recyclage des gaz d'échappement, rangée en mémoire dans un dispositif de commande, est déterminée et un signal de réglage servant à commander une valve de recyclage de gaz d'échappement est déduit de la valeur de consigne du taux de recyclage de gaz d'échappement, la valeur de consigne rangée en mémoire dans le dispositif de commande étant adaptée au fonctionnement en régime permanent du moteur à combustion interne, caractérisé en ce que la valeur de consigne du taux de recyclage de gaz d'échappement (EGR) est modifiée au moyen d'une valeur de correction (EGRDIFF) de façon à donner une valeur de consigne corrigée, la valeur de correction étant produite dans un élément de correction (5) dans des situations de fonctionnement en régime non permanent du moteur à combustion interne, de sorte que la valeur de consigne corrigée est aussi adaptée dans des situations de fonctionnement en régime non permanent. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un étage de transformation comportant une partie de dérivation est utilisé en tant qu'élément de correction (5) et la valeur de correction (EGR_DIFF) est déterminée en fonction de la grandeur de charge ou de la valeur de consigne du taux de recyclage de gaz d'échappement (EGR). 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le signal d'un capteur (1) disposé sur la pédale d'accélération est envoyé à l'élément de correction (5) en tant que grandeur de charge. 4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le débit de carburant à injecter (M) est envoyé à l'élément de correction (5) en tant que grandeur de charge. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la valeur de correction (EGR_DIFF) et la valeur de consigne du taux de recyclage de gaz d'échappement (EGR) sont combinées d'une manière additive. 6. Procédé suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'étage de transformation est un étage DT1. 7. Procédé suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'étage de transformation est un étage DT2. 8. Procédé suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'étage de transformation est un étage PDT1. 9. Procédé suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'étage de transformation est un étage PDT2.