Brevet FR3107565A1 — publié le 20210827

Le procédé de correction des paramètres d’injection de carburant est mis en œuvre en phase de fonctionnement transitoire du moteur thermique, le moteur thermique comprenant une boucle d’alimentation d’air intégrant un papillon doseur d’air et une vanne de recirculation des gaz d'échappement, et la correction étant déterminée en fonction d’un écart de débit d’air (EBA) dans la boucle d’alimentation d’air entre une consigne de débit d’air et un débit d’air effectif. Conformément à l’invention, une prise en compte de l’écart de débit d’air pour la correction est déterminée en fonction d’une position d’activation (PPD) du papillon doseur d’air et d’une position d’activation (PEGR) de la vanne de recirculation des gaz d'échappement. Fig.3 PROCÉDÉ DE CORRECTION EN PHASE TRANSITOIRE DES PARAMÈTRES D’INJECTION DE CARBURANT D’UN MOTEUR THERMIQUE MUNI D’UNE VANNE EGR L’invention concerne de manière générale la commande d’injection de carburant dans un moteur thermique équipé d’une vanne de recirculation des gaz d'échappement, dans un véhicule. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un procédé de correction en phase transitoire de paramètres d’injection de carburant dans un moteur thermique équipé d’une vanne de recirculation des gaz d'échappement, notamment pour traiter des à-coups du moteur thermique dus à des écarts de débit d’air dans la boucle d’alimentation d’air. L’invention trouve une application privilégiée, mais non exclusive, dans la commande d’injection de carburant des moteurs thermiques de type Diesel équipant les véhicules. Dans le moteur thermique Diesel, la recirculation des gaz d'échappement apporte une contribution notable pour la réduction des émissions d’oxydes d’azote (NOx), afin de satisfaire aux normes environnementales s’appliquant aux véhicules automobiles. La quantité des gaz d'échappement réintroduits dans les chambres de combustion du moteur thermique est dosée au moyen d’une vanne dite vanne «EGR» pour «Exhaust Gas Recirculation» en anglais. La vanne EGR est pilotée typiquement par un calculateur du véhicule qui commande son fonctionnement au moyen d’une boucle de régulation. La commande et le fonctionnement de la vanne EGR sont amplement documentés dans l’état de la technique. Pour davantage de précisions, le lecteur pourra utilement se référer aux documents EP3434888A1, EP2687710A1 et FR2939475A1 qui proposent des procédés et des dispositifs visant à améliorer le fonctionnement de la vanne EGR. De manière générale, la commande d’injection de carburant dans un moteur thermique Diesel peut demander des corrections lors des phases de fonctionnement transitoire du moteur, par exemple, lors d’une accélération ou d’une décélération, ou lors d’une soudaine activation d’un organe prélevant du couple comme l’alternateur ou la climatisation. En effet, des retards de régulation apparaissent dans la boucle d’alimentation d’air du moteur thermique pendant les phases de fonctionnement transitoire de celui-ci et peuvent provoquer des à-coups moteur. Ces retards de régulation dans la boucle d’alimentation d’air sont dus à des écarts intervenant entre la consigne de débit d’air et le débit d’air effectif indiqué par le débitmètre inclus dans la boucle d’alimentation d’air. Dans l’état de la technique, un module logiciel embarqué est hébergé typiquement dans un calculateur moteur multifonction du véhicule et applique une fonction de correction sur les paramètres d’injection de carburant pendant les phases de fonctionnement transitoire du moteur thermique. Les corrections apportées sont calculées en fonction des écarts de débit d’air, positifs ou négatifs, qui apparaissent dans la boucle d’alimentation d’air, à l’aide d’une stratégie de correction dédiée visant à éviter les à-coups moteur. En référence à la Fig.1, il est connu dans l’état de la technique de déterminer l’écart dans la boucle d’alimentation d’air, désigné EBA, par une loi de commande L1 faisant intervenir une fonction de soustraction F1 et une fonction de sélection F2. La fonction de soustraction F1 fournit l’écart EBA comme étant la différence entre un débit d’air mesuré DAM et une consigne de débit d’air CDA. La fonction de sélection F2 reçoit l’écart EBA calculé par la fonction F1 et un zéro «0» à des entrées de données E1 et E2, respectivement. En fonction d’un signal SEL1 appliqué à une entrée de sélection SW, la fonction de sélection F2 délivre par une sortie S1 soit l’écart EBA (S1 = EBA), soit le zéro «0» (S1 = «0»). Lorsque la sortie S1 délivre l’écart EBA, S1 = EBA, des corrections sont calculées en fonction de la valeur de cet écart EBA et sont appliquées sur les paramètres d’injection de carburant. Dans le cas contraire, S1 = «0», aucune correction n’est appliquée sur les paramètres d’injection de carburant. Le signal SEL1 est représentatif d’un flux de gaz dans lequel sont prises en compte les coupures de la vanne EGR. Une coupure de la vanne EGR, révélatrice d’une absence de régulation de débit d’air qui rend l’écart EBA non significatif, détermine un état du signal SEL1 qui interdit la transmission de l’écart EBA par la sortie S1, S1 = «0», et donc les corrections sur les paramètres d’injection de carburant. La calibration de la fonction de correction des paramètres d’injection de carburant pour certaines situations de vie du moteur thermique demande de pouvoir forcer à zéro la sortie S1 (S1 = «0») de la fonction de sélection F2, pour simuler une absence d’écart dans la boucle d’alimentation d’air, qui annule les corrections. Avec la loi de commande L1 de la Fig.1, la désactivation forcée des corrections sur les paramètres d’injection de carburant ne peut être obtenue que par une commande électrique de coupure, dite «shut off» en anglais, de la vanne EGR. Cette utilisation étant proscrite, il en résulte que la fonction de correction des paramètres d’injection de carburant ne peut plus être calibrée de manière satisfaisante dans certaines situations de vie du moteur thermique et, consécutivement, devient inexploitable dans ces situations. Ainsi, par exemple, lorsque les conditions de température et d’altitude sont extrêmes et conduisent à calibrer des consignes de débit d’air de plus en plus élevées amenant à désactiver la vanne EGR naturellement, des écarts continus apparaissent dans la boucle d’alimentation d’air et les corrections sur les paramètres d’injection de carburant s’appliqueraient alors également en continu, ce qui pourrait entrainer des problématiques de bruits de combustion et/ou de pressions de cylindre excessives. Il est souhaitable de proposer un procédé ne présentant pas l’inconvénient susmentionné de la technique antérieure, pour une correction efficace en phase de fonctionnement transitoire des paramètres d’injection de carburant dans un moteur thermique équipé d’une vanne EGR, et autorisant une amélioration du traitement des à-coups du moteur thermique dus à des écarts dans la boucle d’alimentation d’air dans les différentes situations de vie. Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de correction de paramètres d’injection de carburant dans un moteur thermique en phase de fonctionnement transitoire, le moteur thermique comprenant une boucle d’alimentation d’air intégrant un papillon doseur d’air et une vanne de recirculation des gaz d'échappement, la correction étant déterminée en fonction d’un écart de débit d’air dans la boucle d’alimentation d’air entre une consigne de débit d’air et un débit d’air effectif. Conformément à l’invention, une prise en compte de l’écart de débit d’air pour la correction est déterminée en fonction d’une position d’activation du papillon doseur d’air et d’une position d’activation de la vanne de recirculation des gaz d'échappement. Selon une caractéristique particulière, le procédé comprend des comparaisons de la position d’activation de la vanne de recirculation des gaz d'échappement et de la position d’activation du papillon doseur d’air respectivement à des premier et deuxième seuils de position calibrables, et une prise en compte de l’écart de débit d’air pour la correction lorsqu’au moins un dépassement d’un des premier et deuxième seuils de position calibrables résulte des comparaisons avec les positions d’activation de la vanne de recirculation des gaz d'échappement et du papillon doseur d’air. Selon une autre caractéristique particulière, le procédé comprend des comparaisons de la position d’activation de la vanne de recirculation des gaz d'échappement et de la position d’activation du papillon doseur d’air respectivement à des premier et deuxième seuils de position calibrables, et une non prise en compte de l’écart de débit d’air pour une invalidation de la correction lorsque aucun dépassement d’un des premier et deuxième seuils calibrables résulte des comparaisons avec les positions d’activation de la vanne de recirculation des gaz d'échappement et du papillon doseur d’air. Selon un autre aspect, l’invention concerne aussi un calculateur comportant une mémoire stockant des instructions de programme pour la mise en œuvre du procédé décrit brièvement ci-dessus. Selon une forme de réalisation particulière, le calculateur est un calculateur moteur multifonction d'un véhicule. L’invention concerne aussi un ensemble comprenant un moteur thermique de type Diesel et un calculateur de commande comme qu’indiqué ci-dessus, le moteur thermique ayant une boucle d’alimentation d’air intégrant une vanne de recirculation des gaz d'échappement et un papillon doseur d’air. L’invention concerne aussi un véhicule comprenant un calculateur comme qu’indiqué ci-dessus et un véhicule comprenant un ensemble comme qu’indiqué ci-dessus. D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous de plusieurs formes de réalisation particulières de l’invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: La Fig.1 montre schématiquement une loi de commande de l’état de la technique utilisée pour la détermination d’un écart dans la boucle d’alimentation d’air d’un moteur thermique de type Diesel équipé d’une vanne EGR, pendant une phase de fonctionnement transitoire du moteur. La Fig.2 est un bloc-diagramme de principe relatif à la mise en œuvre du procédé selon l’invention dans un moteur thermique de type Diesel équipé d’une vanne EGR. La Fig.3 montre schématiquement une loi de commande, conforme au procédé de l’invention, utilisée pour la détermination d’un écart dans la boucle d’alimentation d’air d’un moteur thermique de type Diesel équipé d’une vanne EGR, pendant une phase de fonctionnement transitoire du moteur. En référence à la Fig.2, dans la forme de réalisation particulière décrite ici, le procédé selon l’invention est mis en œuvre dans un calculateur de commande CMM d’un véhicule, tel qu’un calculateur moteur multifonctionnel, ayant à charge la commande d’un moteur thermique MT de type Diesel d’un groupe motopropulseur du véhicule. Les communications de données pour la commande du moteur thermique MT, entre un système logiciel embarqué SLE et différents actionneurs et capteurs du moteur thermique MT, sont réalisées typiquement à travers un réseau de communication de données du véhicule, par exemple un bus CAN. Le système logiciel embarqué SLE est contenu dans une mémoire MEM du calculateur moteur multifonctionnel CMM et a pour fonction la commande générale du moteur thermique MT. Le système logiciel embarqué SLE comprend notamment un module logiciel ML1 qui est chargé de la commande du système d’injection de carburant IJ du moteur thermique MT. Le système logiciel embarqué SLE comprend également un module logiciel ML2. Le module logiciel ML2 autorise la mise en œuvre du procédé selon l’invention par l’exécution d’instructions de code de programme par un processeur (non représenté) du calculateur moteur multifonctionnel CMM. Le module logiciel ML2 met en œuvre une loi de commande chargée de déterminer l’écart de débit d’air EBA dans la boucle d’alimentation d’air et de fournir celui-ci au module logiciel ML1. Comme indiqué plus haut en relation à la Fig.1, des corrections à apporter aux paramètres d’injection de carburant du système d’injection de carburant IJ, en phase de fonctionnement transitoire du moteur thermique MT, sont calculées en fonction de l’écart EBA, ici par le module logiciel ML1. Comme représenté schématiquement à la Fig.2, le moteur thermique MT comprend une boucle d’alimentation d’air muni d’un turbocompresseur de suralimentation d’un circuit EGR. Dans cet exemple, le circuit EGR est du type dit «haute pression» et comprend de manière classique une vanne EGR et un échangeur thermique ET1. Des gaz d’échappement EG du moteur thermique MT sont prélevés en sortie du collecteur d’échappement du moteur thermique MT et réintroduits dans les chambres de combustion du moteur via le collecteur d’admission de celui-ci. L’échangeur thermique ET1 a pour fonction de refroidir les gaz d’échappement avant leur réintroduction dans les chambres de combustion. Une commande CS1 est fournie à la vanne EGR par une fonction de régulation de la vanne EGR gérée par un module logiciel (non représenté) du système logiciel embarqué SLE. La commande CS1 détermine un taux d’ouverture de la vanne EGR, par la position d’activation d’un clapet interne de celle-ci couplé mécaniquement à un actionneur de commande. La quantité de gaz d’échappement réintroduite dans les chambres de combustion est dépendante du taux d’ouverture de la vanne EGR. La commande CS1 est fonction d’une erreur entre une consigne de la fonction de régulation de la vanne EGR et une position d’activation effective du clapet interne, dite par la suite «position d’activation de la vanne EGR». La position d’activation de la vanne EGR, désignée PEGR, est typiquement mesurée par un capteur de la vanne EGR. Dans le cas d’une réalisation avec une commande directe de la vanne EGR, sans capteur de recopie de position, la position d’activation de la vanne EGRsera représentée par la commande CS1. Conformément à l’invention, la position d’activation PEGR de la vanne EGR est transmise au module logiciel ML2. De manière classique, la boucle d’alimentation d’air comprend un filtre à air FA, un débitmètre d’air DEB, un turbocompresseur TC, un échangeur thermique ET2 et un papillon doseur d’air PD. Le filtre à air FA assure le filtrage d’un flux d’air frais entrant AIR. Le débitmètre d’air DEB fournit la mesure DAM du débit du flux d’air frais entrant AIR. Le débit d’air mesuré DAM, typiquement en mg/cp (milligramme/coup piston), est fourni à une fonction de régulation de la boucle d’alimentation d’air gérée par un module logiciel (non représenté) du système logiciel embarqué SLE. Le débit d’air mesuré DAM est transmis au module logiciel ML2. Le turbocompresseur TC assure une montée en pression du flux d’air frais entrant AIR pour la suralimentation en air. L’échangeur thermique ET2 a pour fonction de refroidir le flux d’air compressé pour un meilleur remplissage des cylindres du moteur thermique MT. Le papillon doseur d’air PD permet de doser, selon une position d’activation, la quantité d’air frais admis dans les cylindres du moteur thermique MT. Une commande CS2 est fournie au papillon doseur d’air PD par la fonction susmentionnée de régulation de la boucle d’alimentation d’air. La commande CS2 est fonction d’une erreur entre une consigne de la fonction de régulation de la boucle d’alimentation d’air et une position d’activation effective PPD du papillon doseur d’air PD, position d’activation effective PPD qui est mesurée par un capteur du papillon doseur d’air PD. Dans le cas d’une réalisation avec une commande directe du papillon doseur d’air PD, sans capteur de recopie de position, la position d’activation du papillon doseur d’air PD sera représentée par la commande CS2. Conformément à l’invention, la position d’activation PPD du papillon doseur d’air PD est transmise au module logiciel ML2. La vanne EGR et le papillon doseur d’air PD sont les deux actionneurs qui permettent de réguler le débit d’air entrant dans les cylindres du moteur thermique MT. La position d’activation PEGR et la position d’activation PPD transmises au module logiciel ML2 sont représentatives de niveaux d’activation respectifs de la vanne EGR et du papillon doseur d’air PD. Une loi de commande L2 mise en œuvre dans le module logiciel ML2 pour la détermination de l’écart EBA dans la boucle d’alimentation d’air est maintenant détaillée ci-dessus en référence plus particulièrement à la Fig.3. Comme visible à la Fig.3, la loi de commande L2 comprend, de même que la loi de commande L1 de la technique antérieure, une fonction de soustraction F1 et une fonction de sélection F2 analogues à celles décrites en référence à la Fig.1. Ainsi, la fonction de soustraction F1 fournit l’écart EBA comme étant la différence entre le débit d’air mesuré DAM et une consigne de débit d’air CDA fournie par la fonction de régulation de la boucle d’alimentation d’air. La fonction de sélection F2 reçoit, sur les entrées de données E1 et E2, l’écart EBA fourni par la fonction F1 et un zéro «0», respectivement. La fonction de sélection F2 délivre par sa sortie S1 soit l’écart EBA, soit le zéro «0», en fonction d’un signal de sélection, repéré SEL2, appliqué à l’entrée de sélection SW. La loi de commande L2 se distingue de la loi de commande L1 de la technique antérieure par le signal de sélection SEL2 qui est appliqué à l’entrée de sélection SW de la fonction de sélection F2. Par rapport à la loi de commande L1 de la technique antérieure, la loi de commande L2 comprend une fonction supplémentaire F3 qui est chargée de produire le signal de sélection SEL2. Comme visible à la Fig.3, la fonction F3 comprend essentiellement deux comparateurs et une fonction logique «OU», repérés respectivement CP1, CP2 et OR. Le comparateur CP1 compare la position d’activation PEGR de la vanne EGR à un premier seuil de position calibrable S_PEGR et délivre un premier signal de sortie binaire S2 dont l’état logique est fonction du résultat de la comparaison. Si la position d’activation PEGR est supérieure au premier seuil S_PEGR, le signal S2 est à un état logique actif « 1 ». Dans le cas contraire, le signal S2 est à un état logique inactif « 0 ». Le premier seuil S_PEGR peut ainsi être calibré de façon à détecter une activité (S2 = «1») ou une inactivité (S2 = «0») de la vanne EGR, représentatives respectivement d’une activité ou d’une inactivité de la régulation du débit d’air entrant dans les chambres de combustion du moteur thermique MT. Le comparateur CP2 compare la position d’activation PPD du papillon doseur d’air PD à un deuxième seuil de position calibrable S_PPD et délivre un deuxième signal de sortie binaire S3 dont l’état logique est fonction du résultat de la comparaison. Si la position d’activation PPD est supérieure au deuxième seuil S_PPD, le signal S3 est à un état logique actif « 1 ». Dans le cas contraire, le signal S3 est à un état logique inactif « 0 ». Le deuxième seuil S_PPD peut ainsi être calibré de façon à détecter une activité (S3 = «1») ou une inactivité (S3 = «0») du papillon doseur d’air PD, représentatives respectivement d’une activité ou d’une inactivité de la régulation du débit d’air entrant dans les chambres de combustion du moteur thermique MT. Les premier et deuxième signaux de sortie binaires S2 et S3 sont fournis à des première et deuxième entrées E3 et E4 de la fonction logique OR, respectivement. La fonction logique «OU» OR délivre en sortie le signal de sélection SEL2 comme étant le résultat d’une combinaison logique «OU» entre les premier et deuxième signaux de sortie binaires S2 et S3. Le signal de sélection SEL2 est à un état logique actif «1» lorsqu’une activité de la vanne EGR et/ou du pavillon doseur d’air PD est détectée grâce aux premier et deuxième seuils S_PEGR et S_PPD. Cette activité détectée (PEGR > S_PEGR ou PPD > S_PPD) indique que la régulation de débit d’air est active. Le signal de sélection SEL2 = «1» valide alors la transmission de l’écart EBA par la sortie S1 = EBA de la fonction de sélection F2, pour un calcul des corrections à appliquer sur les paramètres d’injection de carburant. Le signal de sélection SEL2 est à un état logique inactif «0» lorsqu’une absence d’activité est détectée, grâce aux premier et deuxième seuils S_PEGR et S_PPD, à la fois sur la vanne EGR et le pavillon doseur d’air PD. Cette absence d’activité (PEGR Par ailleurs, grâce aux seuils S_PEGR, S_PPD, prévus dans la loi de commande L2 dans la présente invention, il est possible de forcer à zéro «0» la sortie S1 de la fonction de sélection F2 pour une annulation des corrections, notamment à des fins de calibration de la fonction de correction. Cela peut être obtenu en affectant des valeurs hautes à ces seuils S_PEGR, S_PPD, sans contrevenir à la réglementation qui interdit la coupure électrique «shut off» de la vanne EGR. L’invention permet de se libérer des contraintes liées à l’utilisation de la coupure électrique «shut off» de la vanne EGR, et n’autorise l’application des corrections sur les paramètres d’injection de carburant que lorsque la régulation de débit d’air est active lors d’une phase de fonctionnement transitoire du moteur thermique. L’invention apporte une solution permettant de traiter les à-coups à l’accélération et les émissions de fumée et particules survenant lors des phases de fonctionnement transitoire du moteur thermique et procure ainsi un gain de qualité important dans la commande du moteur thermique. Par ailleurs, l’invention peut être mise en œuvre à très faible coût, par une modification simple d’une loi de commande implémentée par logiciel. L’invention ne se limite pas aux formes de réalisation particulières qui ont été décrites ici à titre d’exemple. L’homme du métier, selon les applications de l’invention, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l’invention. Procédé de correction de paramètres d’injection de carburant dans un moteur thermique (MT) en phase de fonctionnement transitoire, ledit moteur thermique (MT) comprenant une boucle d’alimentation d’air intégrant un papillon doseur d’air (PD) et une vanne de recirculation des gaz d'échappement (EGR), ladite correction (ML1) étant déterminée en fonction d’un écart de débit d’air (EBA) dans ladite boucle d’alimentation d’air entre une consigne de débit d’air (CDA) et un débit d’air effectif (DAM), caractérisé en ce qu’une prise en compte (S1=EBA) dudit écart de débit d’air (EBA) pour ladite correction est déterminée en fonction d’une position d’activation (PPD) dudit papillon doseur d’air et d’une position d’activation (PEGR) de ladite vanne de recirculation des gaz d'échappement (EGR). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend des comparaisons (CP1, CP2) de ladite position d’activation (PEGR) de ladite vanne de recirculation des gaz d'échappement (EGR) et de ladite position d’activation (PPD) dudit papillon doseur d’air (PD) respectivement à des premier et deuxième seuils de position calibrables (S_PEGR, S_PPD), et une dite prise en compte (S1=EBA) dudit écart de débit d’air (EBA) pour ladite correction lorsqu’au moins un dépassement (S2, S3, OR) d’un desdits premier et deuxième seuils de position calibrables (S_PEGR, S_PPD) résulte desdites comparaisons (CP1, CP2) avec lesdites positions d’activation (PEGR, PPD) de ladite vanne de recirculation des gaz d'échappement (EGR) et dudit papillon doseur d’air (PPD). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend des comparaisons (CP1, CP2) de ladite position d’activation (PEGR) de ladite vanne de recirculation des gaz d'échappement (EGR) et de ladite position d’activation (PPD) dudit papillon doseur d’air (PD) respectivement à des premier et deuxième seuils de position calibrables (S_PEGR, S_PPD), et une non prise en compte (S1=«0») dudit écart de débit d’air (EBA) pour une invalidation de ladite correction (ML1) lorsque aucun dépassement (S2, S3, OR) d’un desdits premier et deuxième seuils calibrables (S_PEGR, S_PPD) résulte desdites comparaisons (CP1, CP2) avec lesdites positions d’activation (PEGR, PPD) de ladite vanne de recirculation des gaz d'échappement (EGR) et dudit papillon doseur d’air (PPD). Calculateur (CMM) comportant une mémoire (MEM) stockant des instructions de programme (ML2) pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3. Calculateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit calculateur est un calculateur moteur multifonction (CMM) d'un véhicule. Ensemble comprenant un moteur thermique de type Diesel (MT) et un calculateur de commande (CMM), ledit moteur thermique ayant une boucle d’alimentation d’air intégrant une vanne de recirculation des gaz d'échappement (EGR) et un papillon doseur d’air (PD), caractérisé en ce que ledit calculateur de commande est un calculateur selon la revendication 4 ou 5. Véhicule comprenant un calculateur (CMM) selon la revendication 4 ou 5. Véhicule comprenant un ensemble (MT, CMM) selon la revendication 6.