WO2008025921A1 - Procede de generation des consignes de position des papillons d' un monteur a combustion interne - Google Patents
Procede de generation des consignes de position des papillons d' un monteur a combustion interne Download PDFInfo
- Publication number
- WO2008025921A1 WO2008025921A1 PCT/FR2007/051830 FR2007051830W WO2008025921A1 WO 2008025921 A1 WO2008025921 A1 WO 2008025921A1 FR 2007051830 W FR2007051830 W FR 2007051830W WO 2008025921 A1 WO2008025921 A1 WO 2008025921A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- air
- egr
- calculated
- valve
- setpoint
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
- F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
- F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
- F02D2011/101—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
- F02D2011/102—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D2041/0017—Controlling intake air by simultaneous control of throttle and exhaust gas recirculation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Definitions
- the invention relates to a method for generating the position setpoint of a main throttle valve and the position setpoint of an exhaust gas recirculation throttle valve of an internal combustion engine.
- the invention relates to a method that overcomes this disadvantage.
- a pressure target is calculated in the collector of the engine Pcoll_obj from a fresh air flow rate set to the throttle valve and a recirculated gas flow rate;
- a Ricomb combustion wealth objective is calculated from a reference setpoint and a target neutral gas level;
- the fresh air flow instruction is calculated at the level of the main intake air valve Dpap from the fresh intake air flow rate;
- the gas flow setpoint is calculated at an exhaust gas recirculation valve Degr from the air flow, from the set point at the main air intake butterfly, from the neutral gas rate. setpoint and fresh air intake rate;
- a throttle valve angle ⁇ _p_set is calculated from the air flow setpoint of the main throttle valve, the pressure objective in the engine intake manifold and the pressure upstream of the engine. butterfly ;
- a reference angle of the exhaust gas recirculation valve ⁇ egr_set is calculated from the target gas flow rate at the exhaust gas recirculation valve, the pressure objective in the exhaust manifold; engine intake and pressure upstream of the exhaust gas recirculation valve (also called EGR).
- the pressure target in the collector Pcoll_obj is preferably calculated by the formula:
- the Ricomb combustion wealth objective is preferably calculated by the formulas:
- R 1 R 1 and - 1) + 1
- the fresh air flow rate is preferably calculated at the level of the main intake air valve Dpap from the fresh intake air flow rate by the formula:
- the target gas flow rate is calculated at an exhaust gas recirculation valve Degr by the formula:
- a Spap butterfly effective area setpoint is calculated by the formula:
- -Pcoiiector refers to the pressure in the intake manifold
- upstream_pap and upstream_pap respectively designate the pressure and the temperature upstream of the butterfly valve.
- an effective surface set point of the exhaust gas recirculation valve Segr is calculated by the formula:
- D egr egr is -y gr - - p
- -Pcoiiector refers to the pressure in the intake manifold
- -Pamont_egr ⁇ t T upstream _egr respectively designate the pressure and the temperature upstream of the recirculation valve.
- the temperature upstream of the butterfly Tamont_pap is estimated by the formula: T col '(T) pap + T) egr ⁇ ' - T * - esr T) es upstream _ pap
- FIG. 1 illustrates the detail of the composition of the gases flowing in an engine equipped with exhaust gas recirculation
- FIG. 2 is a block diagram illustrating the method of the invention.
- Figures 3 and 4 respectively show a ventilation section of the butterfly curve and the exhaust gas recirculation valve.
- a piston 2 slides in a cylinder 4 of a spark ignition internal combustion engine.
- the combustion chamber 6 is connected on the one hand to a supply pipe 8 in which is mounted a throttle valve 10 and on the other hand to an exhaust pipe 12.
- a pipe 16 of the exhaust gas recirculation is connected. to the exhaust pipe 12.
- the pipe 16 allows to reintroduce into the intake gases a fraction of the exhaust gas.
- a throttle or a valve 18 makes it possible to regulate the quantity of the recirculated exhaust gas.
- the quantity of fresh air, excluding oxygen, is designated by reference 20 in the intake manifold 8 and by reference 22 the quantity of oxygen contained in this fresh air.
- the amount of recirculated neutral gas after combustion and by the amount of residual oxygen contained in the gases after combustion has been designated by reference 24.
- Reference 28 designates the mass of fuel introduced into the mixture of gases coming from the intake pipe 8 and from the exhaust gas recirculation pipe 16. After combustion in the cylinder 4 the amount of neutral gas produced is designated by the reference 30 while the amount of residual oxygen contained in the exhaust gas is designated by reference 32.
- a probe 34 placed in the exhaust measures the richness of the mixture.
- the combustion richness of the air / fuel mixture is calculated at 40 from a richness objective and a target gas rate.
- the nominal air flow circulating through the throttle valve 10 is calculated from the fresh intake air flow rate and the combustion efficiency calculated at 40.
- the flow rate of the reference exhaust gas circulating at the recirculation valve 18 is calculated from the set neutral gas rate, the gas flow rate through the butterfly valve 10 and the fresh air flow rate. setpoint admission.
- a pressure objective is calculated in the intake manifold from the set air flow at the throttle valve 10 and the gas flow rate The result is introduced in a butterfly model 48 and in a recirculation valve model 50.
- the knowledge of the upstream pressure of the throttle and the pressure upstream of the throttle valve is known.
- the recirculation valve makes it possible to deduce respectively the desired throttle angle and recirculation valve angle.
- the collector pressure target is calculated from the setpoint fresh air flow for the engine, the set neutral gas rate, the manifold air temperature, and the operating point fill rate. : on p _ p , M pomp - r - lpomp
- the first two are related to the depollution: it is on the richness measured by the exhaust probe that the regulation of richness in closed loop is based.
- the third is the image of the couple produced: it is involved in the calculation of the mass of oxygen to be admitted to achieve the target torque.
- Combustion wealth is the most physical size to represent the combustion reaction.
- the combustion richness is calculated in 3 phases: the first consists in determining the concentration of C> 2 in the exhaust, the second consists in determining the relation between setpoint richness and richness of combustion,
- the third is to determine the link between EGR rate and neutral gas rate to complete the system.
- M ech M pap + M egr + M ess
- the rate of recirculated gas is, in most cases different from the level of neutral gas; the only exception being an operation with richness 1, where the recirculated gases contain neither residual oxygen nor unburnt.
- the level of neutral gas and the rate of recirculated gas are respectively defined by:
- the neutral gas rate will be the actual setpoint, because it is the dilution by neutral gases that is sought in this application.
- the rate of recirculated gas will be reconstituted internally because it simplifies the expression of certain calculations (in this case that of the combustion wealth).
- the torque setpoint determines the total need for fresh air (including indifferently fresh air butterfly and air recirculated residual, which is expressed as a flow (D p omp_frais) •
- -Pcoiiector refers to the pressure in the intake manifold
- upstream_pap St 1 upstream_pap respectively designate the pressure and the temperature upstream of the butterfly.
- the upstream butterfly temperature is estimated by:
- the aeraulic curve is a table giving the cross section ( or section a (2015)lic) depending on the open position of a valve, a shutter or a valve.
- -Pcoiiector refers to the pressure in the intake manifold
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Procédé de génération de la consigne de position d'un papillon principal d'admission d'air et de la consigne de position d'un papillon de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne. Selon le procédé on calcule un objectif de pression dans le collecteur du moteur (Pcoll_obj); on calcule un objectif de richesse de combustion Ricomb; on calcule le débit d'air frais de consigne au niveau du papillon principal d'admission d'air (Dpap); on calcule le débit de gaz de consigne au niveau d'une vanne de recirculation des gaz d'échappement (Degr); on calcule un angle de papillon de consigne (alpha pap_consigne); on calcule un angle de consigne de la vanne de recirculation des gaz d'échappement (alphaegr_consigne).
Description
PROCEDE DE GENERATION DE LA CONSIGNE DE POSITION D'UN
PAPILLON PRINCIPAL D'ADMISSION D'AIR ET DE LA CONSIGNE
DE POSITION D'UN PAPILLON DE RECIRCULATION DES GAZ
D'ECHAPPEMENT D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne un procédé de génération de la consigne de position d'un papillon principal d'admission d'air et de la consigne de position d'un papillon de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne.
On connaît déjà des logiciel de contrôle moteur à allumage commandé fonctionnant avec une stratégie de commande des actuateurs du moteur (papillon, injection, sur alimentation, allumage, VVT, ...) par une stratégie dite de « structure couple ». Toutefois ces logiciels ne comportent pas de gestion du taux de recirculation des gaz d'échappement à l'aide d'un actuateur.
L'invention a pour objet un procédé qui remédie à cet inconvénient .
Ce but est atteint conformément à l'invention, par les étapes successives suivantes :
- on calcule un objectif de pression dans le collecteur du moteur Pcoll_obj à partir d'un débit d'air frais de consigne au papillon et d'un débit de gaz recirculés de consigne ; - on calcule un objectif de richesse de combustion Ricomb à partir d'une richesse de consigne et d'un taux de gaz neutre de consigne ;
on calcule la consigne de débit d'air frais au niveau du papillon principal d'admission d'air Dpap à partir du débit d'air frais d'admission de consigne ; - on calcule la consigne de débit de gaz au niveau d'une vanne de recirculation des gaz d'échappement Degr à partir du débit d'air, de consigne au niveau du papillon principal d'admission d'air, du taux de gaz neutre de consigne et du débit d'air frais d'admission de consigne ; on calcule un angle de papillon de consigne α pap_consigne à partir du débit d'air de consigne du papillon principal d'admission d'air, de l'objectif de pression dans le collecteur d'admission du moteur et de la pression en amont du papillon ;
- on calcule un angle de consigne de la vanne de recirculation des gaz d'échappement αegr_consigne à partir du débit de gaz de consigne au niveau de la vanne de recirculation des gaz d'échappement, de l'objectif de pression dans le collecteur d'admission du moteur et de la pression en amont de la vanne de recirculation des gaz d'échappement (appelés également EGR).
De préférence on calcule l'objectif de pression dans le collecteur Pcoll_obj par la formule :
M pomp r Tpomp pcoll obj ~ p0 +
~ vcyl Vremp avec :
-Mpomp=MpaP+Megr : Masse d ' air de cons igne admi se dans le s cyl indre s
(Mpap : Masse d'air de consigne issu du papillon, Megr : Masse d'air de consigne issu de la vanne EGR)
-Tpomp : Température de la masse d'air admise dans les cylindres
-Vcyi : Volume d'un cylindre
-ηremp : Rendement de remplissage du moteur -Po : Pression collecteur minimale pour avoir un débit d'air entrant dans les cylindres -r : Constante des gaz parfaits pour l'air.
O=-— = 287j/kg.K)
De préférence on calcule l'objectif de richesse de combustion Ricomb par les formules :
Ri^ = Ri^ et - 1) + 1
1 - Ri^
K avec k=rapport stoechiométrique air/essence .
De préférence on calcule le débit d'air frais de consigne au niveau du papillon principal d'admission d'air Dpap à partir du débit d'air frais d'admission de consigne par la formule :
£> pap = K. n °- ess = D Vomp _ frais - R _ l.comb
Λιsonde Λιsonde
De préférence on calcule le débit de gaz de consigne au niveau d'une vanne de recirculation des gaz d'échappement Degr par la formule :
De préférence on calcule une consigne de surface efficace de papillon Spap par la formule :
Avec :
-Pcoiiecteur désigne la pression dans le collecteur d'admission,
-P amont_pap et amont_pap désignent respectivement la pression et la température en amont du papillon.
-/bsv désigne la formule de Barré-Saint- Venant :
-r : Constante des gaz parfaits pour l'air (r= enJIkg.K )
Malr
-γ : gamma de l'air -α : pap_consigne de la consigne de section efficace Spap à partir d'une courbe aéraulique du papillon .
De préférence on calcule une consigne de surface efficace de la vanne de recirculation des gaz d'échappement Segr par la formule :
D, egr -y egr segr - - p
Λ l collecteur I p sv p ~ amont egr amont _ egr Avec :
-Pcoiiecteur désigne la pression dans le collecteur d'admission,
-Pamont_egr θt Tamont_egr désignent respectivement la pression et la température en amont de la vanne de recirculation.
-/bsv désigne la formule du Barré-Saint- Venant :
-r : Constante des gaz parfaits pour la recirculation (r = enJIkg.K)
Megr
-γ : gamma des gaz recirculés
-α : egr_consigne de la consigne de section efficace Segr à partir d'une courbe aéraulique de la vanne .
Avantageusement on estime la température en amont du papillon Tamont_pap par la formule :
T col ' ( \ T) pap + T) egr Λ ' — T *- esr T) esr amont _ pap
D pap
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif en référence aux figures annexées.
Sur ces figures : la figure 1 illustre le détail de la composition des gaz qui circulent dans un moteur équipé d'une recirculation des gaz d'échappement ;
- la figure 2 est un schéma de principe qui illustre le procédé de l'invention ; les figures 3 et 4 représentent respectivement une courbe de section aéraulique du papillon et de la vanne de recirculation des gaz d 'échappement .
Sur la figure 1 un piston 2 coulisse dans un cylindre 4 d'un moteur à combustion interne à allumage commandé. La chambre de combustion 6 est raccordée d'une part à une tubulure d'alimentation 8 dans laquelle est monté un papillon 10 et d'autre part à une tubulure d'échappement 12. Une canalisation 16 de recirculation des gaz d'échappement est raccordée à la tubulure d'échappement 12. La canalisation 16 permet de réintroduire dans les gaz d'admission une fraction des gaz d'échappement. Un papillon ou une vanne 18 permet de régler la quantité des gaz d'échappement recirculés.
On a désigné par la référence 20 la quantité d'air frais, hors oxygène, dans la tubulure d'admission 8 et par la référence 22 la quantité d'oxygène contenu dans
cet air frais. On a désigné par la référence 24 la quantité de gaz neutre recirculé après combustion et par 26 la quantité d'oxygène résiduelle contenue dans les gaz après combustion. La référence 28 désigne la masse d'essence introduite dans le mélange des gaz en provenance de la canalisation d'admission 8 et de la canalisation 16 de recirculation des gaz d'échappement. Après combustion dans le cylindre 4 la quantité de gaz neutre produite est désignée par la référence 30 tandis que la quantité d'oxygène résiduelle contenu dans les gaz d'échappement est désignée par la référence 32. Une sonde 34 placée à l'échappement mesure la richesse du mélange .
Sur la figure 2 on calcule en 40 la richesse de combustion du mélange air/carburant à partir d'un objectif de richesse et d'un taux de gaz de consigne .
En 42, on calcule le débit d'air de consigne qui circule à travers le papillon 10 (voir figure 1) à partir du débit d'air frais d'admission de consigne et de la richesse de combustion calculée en 40.
En 44, on calcule le débit des gaz d'échappement de consigne qui circulent au niveau de la vanne de recirculation 18 à partir du taux de gaz neutre de consigne, du débit de gaz à travers le papillon 10 et du débit d'air frais d'admission de consigne .
En 46, on calcule un objectif de pression dans le collecteur d'admission à partir du débit d'air de consigne au niveau du papillon 10 et du débit de gaz
recirculés de consigne au niveau de la vanne de recirculation 18. Le résultat est introduit dans un modèle de papillon 48 ainsi que dans un modèle de vanne de recirculation 50. La connaissance de la pression en 5 amont du papillon et de la pression en amont de la vanne de recirculation permet d'en déduire respectivement l'angle de papillon et l'angle de vanne de recirculation recherchés.
On explicite ci-après dans le détail des
10 équations qui permettent d'obtenir l'angle d'ouverture de consigne du papillon et l'angle d'ouverture de consigne de la vanne de recirculation.
1. Calcul de l'objectif de pression collecteur (figure 2, référence 46)
15 L'objectif de pression collecteur est calculé à partir du débit d'air frais de consigne pour le moteur, du taux de gaz neutre de consigne, de la température de l'air dans le collecteur et du rendement de remplissage au point de fonctionnement : o n p _ p , M pomp -r-lpomp
Z U Fcoll _ obj ~ ^O + ~
* cyl Iremp
Avec :
-Mpap= Masse d'air qui traverse le papillon
-Megr= Masse de gaz qui traverse la vanne de recirculation
25 -MPomp=Mpap+Megr : Masse d'air admise dans les cylindres
-Tpomp : Température de la masse d'air admise dans les cylindres
-Vcyi : Volume d'un cylindre 30 -ηremp/ Rendement de remplissage du moteur
-Po : Pression collecteur minimale pour avoir un débit d'air entrant dans les cylindres
-r : Constante des gaz parfaits pour l'air
(r=——= 287J/kg.K) air -R : Constante des gaz parfaits selon la loi d'Avogadro - Ampère= 8, 3143J/K/mol -Mair= 29g
2. Calcul de la richesse de combustion (référence 40) 2.1 Principe
On distinguera trois définitions de la richesse (cf. Figure 1) :
- Richesse papillon (=richesse de consigne) : valeur correspondant au rapport carburant/air frais :
- Mess : Masse de carburant
M... - Rircnonns. = Ripna,pn = K. — ≤≤≤- a vec - Mpap : Masse d' air issu du papillon
- K -. rapport stoechiométπe air / essence
- Richesse sonde : valeur de la richesse que mesure la sonde 34 placée à l'échappement. En stabilisé, elle égale la richesse papillon (=richesse de consigne) .
- Richesse de combustion : prend en compte la totalité de l'air frais admis dans la chambre, à savoir la masse provenant du papillon et l'oxygène résiduel contenu dans les gaz recirculés (elle correspond au couple produit par la combustion) :
— Mess : Masse de carburant
Mess
R±cθmb = K. avec ~ M pomp - frals • Masse d' air frai s pompée
M pomp _ frais
— K : rapport stoechiométπe air / essence
Ces richesses jouent un rôle dans le contrôle moteur
Les deux premières sont liés la dépollution : c'est sur la richesse mesurée par la sonde à l'échappement qu'est basée la régulation de richesse en boucle fermée.
La troisième est l'image du couple produit : elle est impliquée dans le calcul de la masse d'oxygène à admettre pour réaliser le couple de consigne. La richesse de combustion est la grandeur la plus physique pour représenter la réaction de combustion .
En revanche, la richesse de combustion n'est pas mesurable directement par la sonde. Elle est recalculée à partir de la richesse de consigne et du taux de recirculation des gaz d'échappement (XEGR) de consigne estimé, par l'intermédiaire des relations suivantes :
K
2.2 Démonstration des équations La richesse de combustion se calcule en 3 phases : la première consiste à déterminer la concentration d'C>2 à l'échappement,
la seconde consiste à déterminer la relation entre richesse de consigne et richesse de combustion,
-la troisième consiste à déterminer le lien entre taux d'EGR et taux de gaz neutre pour boucler le système .
2.2.1 Concentration d'O2 à l'échappement
En terme de fraction massique d'oxygène, on peut écrire : air egr ech X Q .M pap + X Q " .M egr - X Q .M ech, + Masse O0 consommée
De plus :
air
Masse consommée — X .K.M_CC ~ O2
EGR ech
X — X , car les gaz recirculés sont une partie des gaz d' échappement, O2 O2
Mech = Mpap + Megr + Mess
On en déduit que
ech air (1 — R soit : X = X (D
O2 O2 ! p.
— + 1
K
2.2.2 Relation entre les richesses
M
On a vu que : Ricomb - K.
M pomp _ frai s
Or, si on exprime la masse d'oxygène admise d'une part, via sa fraction molaire dans la masse totale de gaz admise, d'autre part, via sa fraction molaire dans la masse d'air frais admise, et enfin comme la somme des masses issues du papillon et de l'EGR, on a :
1 M1Ol —adm — ΛX „ -1M1POMp _ frais — ΛX „ + X Q Me 
et donc : air X
Ri „„ - K.M^. air ech X .M + X .M
O, pap O, e soit, en simplifiant par ai r X ^ MpaP ' on obt i en t : Ricomb = K.
M PC-. b
X .M
1 + O2 ai r
X .M
Introduisons le Taux de recirculation des gaz d'échappement :
M
Mr
Grâce aux équations précédentes, on montre facilement que :
1 - τEGR
Soit f inalement
1 —
Ri τEGR comh = K.
M 1 - Ric
1 - ons
- ^EGR + τE GR ' Ric
1 + on s
K
2.2.3. Relation entre taux de gaz recirculés et taux de gaz neutre
Le taux de gaz recirculés est, dans la plupart des cas différents du taux de gaz neutre ; la seule exception étant un fonctionnement à richesse 1, où les gaz recirculés ne contiennent ni oxygène résiduel, ni imbrûlés.
Le taux de gaz neutre et le taux de gaz recirculés sont respectivement définis par :
Megr ^ Mgn
TFΓR - — et τCN - — - —
M pomp M pomp
Afin de tenir compte de la re-circulation d'oxygène résiduel lors de combustions pauvre, il est donc nécessaire de dissocier ces deux grandeurs. Le taux de gaz neutre sera la consigne réelle, car c'est bien la dilution par des gaz neutres qui est recherchée dans cette application. Le taux de gaz recirculés sera lui reconstitué en interne car il simplifie l'expression de certains calculs (en l'occurrence celui de la richesse de combustion) .
Notons que la circulation d'imbrûlés participe à un enrichissement du mélange. La masse d'essence ainsi réinjectée est, quand à elle, compensée par les stratégies d'injection.
Par un bilan de débits, on a :
I pomp _ frais + D (a)
£> = £>, + £>
On en déduit : Degr = Dgn + Dpomp_fraiS-D pap
En divisant par Opomp . , on obtient alors
_ pomp _ frais _ pap eçr ~ gn
1^ POMP 1^ pomp
A partir de ( a ) et (b) , on a :
D
Dr = Dr - D ,dom = 1 - egr D pomp
De plus :
Rlsonde Dal r frais totale D donc : — = α - τegr) κ±sonde
Rlcomb D papille m
Finalement, en injectant l'expression précédente dans le bilan initial :
3. Calcul des débit d'air papillon et de gaz recirculés de consigne 3.1 Principe
Par ailleurs, la consigne de couple détermine intégralement le besoin total en air frais (comprenant indifféremment air frais papillon et air
résiduel recirculé, que l'on exprime sous la forme d'un débit (Dpomp_frais) •
II est alors possible de calculer le débit d'air qui doit transiter par le papillon (Dpap) , via la relation simple :
Ricorαb
Dr - D pornp _ frais '
Ri sonde
Le calcul du débit à la vanne de recirculation fait ensuite intervenir la consigne de taux de gaz neutres (τgn) :
_ Dpomp-frais " (1 " τgn)Dpap
D,egr (1 - τgn )
3.2 Démonstration des équations
3.2.1 débit d'air au papillon (référence
42'
On a :
Ricons K. -^≤≤≤- = K. Dess (a)
Mr D,
M D Ricomb = K. - K. (Jb)
M pomp _ frai s D pomp _ frais
à part ir de ( b ) , on obt ient
-K • De s s = DpOmp_f rais • -Kl comb
avec ( a ) , on en déduit que :
T-) = K D es s = D Ri , pap , pomp _ frai s '
Ri 'sonde Ri 'sonde
3.2.2 débit gaz vanne de recirculation (référence 44)
Par un bilan de débits, on a :
pomp _ frais air _ res + D egr air _ res gn
donc :
Uegr=tgn • UpOmp + DpOmp_f ral s — Dpap=Tgn . ( Degr + Dpap ) +Upomp_f rais ~Upap
soit enf in :
D pomp _ frai s ~ (1 ~ τgn > -Dpap Degr -
(1 - τgn)
4. Calcul de l'ouverture de la vanne ou papillon de recirculation et de la vanne ou papillon des gaz d'admission
4.1 Principe
A partir des consignes de débit papillon et vanne de recirculation, on remonte aux consignes de surface efficace, par le modèle (inversé) de Barré- Saint-Venant, puis aux consignes de positions des volets, par les courbes de section aéraulique papillon et vanne EGR.
4.1.1 papillon (référence 48) Le calcul de la consigne de surface efficace du papillon est donné par le modèle (inversé) de Barré-Saint-Venant :
Avec :
-Pcoiiecteur désigne la pression dans le collecteur d'admission,
~-t amont_pap St 1 amont_pap désignent respectivement la pression et la température en amont du papillon. La température amont papillon est estimée par :
Tcoi- (Dpap + D ) - T D amont _ pap
D,
-fbsv désigne la formule de Barré-Saint- Venant :
S 2 V-I pαp V Y "*" *-)
-r : Constante des gaz parfaits pour l'air
R (r = en J / kg.K
M . air
-γ : gamma de l'air
Dans le cas d'un papillon de commande des gaz frais admis, le calcul de l'angle de consigne du papillon est relié à la courbe de section aéraulique comme présenté sur la figure 3. La courbe aéraulique est une table donnant la section efficace (ou section
aéraulique) en fonction de la position d'ouverture d'une soupape, d'un volet ou encore d'une vanne.
4.1.2 Vanne de recirculation des gaz d'échappement (référence 50)
Le calcul de la consigne de surface efficace de la vanne de recirculation calculé de la même façon que pour le papillon, soit :
S≈
Avec :
-Pcoiiecteur désigne la pression dans le collecteur d'admission,
~^amont_egr St 1 amont_egr QΘSigπθnt respectivement la pression et la température en amont de la vanne de recirculation
-fbsv désigne la formule du Barré-Saint- Venant :
M
- α : gamma des gaz recirculés. De même, dans le cas de l'utilisation d'une vanne papillon, le calcul de l'angle de consigne de la vanne de recirculation est réalisé par la courbe de section aéraulique, comme représenté sur la figure 4.
Claims
1. Procédé de génération de la consigne de position d'un papillon principal d'admission d'air et de la consigne de position d'un papillon de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que :
- on calcule un objectif de pression dans le collecteur du moteur Pcoll_obj à partir d'un débit d'air frais de consigne au papillon et d'un débit de gaz recirculés de consigne ; on calcule un objectif de richesse de combustion Ricomb à partir d'une richesse de consigne et d'un taux de gaz neutre de consigne ; on calcule la consigne de débit d'air frais au niveau du papillon principal d'admission d'air Dpap à partir du débit d'air frais d'admission de consigne ;
- on calcule la consigne de débit de gaz au niveau d'une vanne de recirculation des gaz d'échappement Degr à partir du débit d'air de consigne au niveau du papillon principal d'admission d'air, du taux de gaz neutre de consigne et du débit d'air frais d'admission de consignes ; on calcule un angle de papillon de consigne α pap_consigne à partir du débit d'air de consigne du papillon principal d'admission d'air, de l'objectif de pression dans le collecteur d'aluminium du moteur et de la pression en amont du papillon ;
- on calcule un angle de consigne de la vanne de recirculation des gaz d'échappement αegr_consigne à partir du débit de gaz de consigne au niveau de la vanne de recirculation des gaz d'échappement, de l'objectif de pression dans le collecteur d'aluminium du moteur et de la pression en amont de la vanne de recirculation des gaz d'échappement.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on calcule l'objectif de pression dans le collectif Pcoll_obj par la formule :
^ 11 p nnomrnpn •-£x ••--**-- p r omp pcoll _ obj = p(
^c y 1 -Hremp avec :
-Mpomp=Mpap+Megr : Masse d'air admise dans les cylindres
(Mpap : Masse d'air issu du papillon, Megr : Masse d'air issu de la vanne EGR)
-Tpomp : Température de la masse d'air admise dans les cylindres
-Vcyi : Volume d'un cylindre
-ηremp : Rendement de remplissage du moteur -P0 : Pression collecteur minimale pour avoir un débit d'air entrant dans les cylindres
-r : Constante des gaz parfaits pour l'air.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on calcule l'objectif de richesse de combustion Ricomb par les formules : I 
avec K : rapport stoechiométrique air/essence
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on calcule le débit d'air frais de consigne au niveau du papillon principal d'admission d'air Dpap à partir du débit d'air frais d'admission de consigne par la formule :
£> pap = K. °ess = D pomp _ frais ' Rlcomb
Ri sonde Ri sonde
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on calcule le débit de gaz de consigne au niveau d'une vanne de recirculation des gaz d'échappement Degr par la formule :
~ pomp _ frais v gn ' pap egr= ô^~)
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on calcule une consigne de surface efficace de papillon Spap par la formule :
Dpap.JτBmont_ Spap = ï !- p
avec :
-Pcoiiecteur désigne la pression dans le collecteur d'admission,
-Pamont_paP et Tamont_pap désignent respectivement la pression et la température en amont du papillon.
fbsv désigne la formule de Barré-Saint-
Venant : 
-r : Constante des gaz parfaits pour l'air 
-γ : gamma de l'air et en ce que l'on déduit α pap_consigne de la consigne de section efficace Spap à partir d'une courbe aéraulique du papillon.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on calcule une consigne de surface efficace de la vanne de recirculation des gaz d'échappement Segr par la formule :
_ 
avec :
-Pcoiiecteur désigne la pression dans le collecteur d'admission,
~-t amont_egr St 1 amont_egr désignent respectivement la pression et la température en amont de la vanne EGR.
-/bsv désigne la formule du Barré-Saint- Venant : 
-r : Constante des gaz parfaits pour 1 'EGR
R
( r=^^- enJ Ikg.K)
Megr
-γ : gamma de 1 'EGR et en ce que l'on déduit α egr_consigne de la consigne de section efficace Segr à partir d'une courbe aéraulique de la vanne.
8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on estime la température en amont du papillon Tamont_pap par la formule :
T0Ol -(D pop egr > egr ' egr amont _ pap
D pap
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0653513 | 2006-08-29 | ||
| FR0653513A FR2905416B1 (fr) | 2006-08-29 | 2006-08-29 | Procede de generation de la consigne de position d'un papillon principal d'admission d'air et de la consigne de position d'un papillon de recirculation des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2008025921A1 true WO2008025921A1 (fr) | 2008-03-06 |
Family
ID=37912405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/FR2007/051830 Ceased WO2008025921A1 (fr) | 2006-08-29 | 2007-08-20 | Procede de generation des consignes de position des papillons d' un monteur a combustion interne |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2905416B1 (fr) |
| WO (1) | WO2008025921A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010106273A1 (fr) * | 2009-03-19 | 2010-09-23 | Renault Sas | Dispositif et procede de commande de l'injection de carburant dans un moteur en fonction du taux de recirculation partielle des gaz d'echappement |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016219781A1 (de) * | 2016-10-12 | 2018-04-12 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Steuergerät zum Abgleich und zur Diagnose eines Abgasrückführmassenstrommessers |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997035106A2 (fr) * | 1996-03-15 | 1997-09-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Procede de determination assistee par un modele du volume d'air frais entrant dans le cylindre d'un moteur a combustion interne avec recyclage externe des gaz d'echappement |
| FR2765271A1 (fr) * | 1997-06-30 | 1998-12-31 | Siemens Ag | Dispositif de commande d'un moteur a combustion interne |
| US6035640A (en) * | 1999-01-26 | 2000-03-14 | Ford Global Technologies, Inc. | Control method for turbocharged diesel engines having exhaust gas recirculation |
| FR2868128A1 (fr) * | 2004-03-29 | 2005-09-30 | Renault Sas | Procede et systeme de commande du fonctionnement d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile equipe d'un ensemble turbocompresseur de suralimentation |
| FR2872220A1 (fr) * | 2004-06-24 | 2005-12-30 | Renault Sas | Procede de commande d'un debit de gaz d'echappement recircules dans un moteur de vehicule |
-
2006
- 2006-08-29 FR FR0653513A patent/FR2905416B1/fr active Active
-
2007
- 2007-08-20 WO PCT/FR2007/051830 patent/WO2008025921A1/fr not_active Ceased
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997035106A2 (fr) * | 1996-03-15 | 1997-09-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Procede de determination assistee par un modele du volume d'air frais entrant dans le cylindre d'un moteur a combustion interne avec recyclage externe des gaz d'echappement |
| FR2765271A1 (fr) * | 1997-06-30 | 1998-12-31 | Siemens Ag | Dispositif de commande d'un moteur a combustion interne |
| US6035640A (en) * | 1999-01-26 | 2000-03-14 | Ford Global Technologies, Inc. | Control method for turbocharged diesel engines having exhaust gas recirculation |
| FR2868128A1 (fr) * | 2004-03-29 | 2005-09-30 | Renault Sas | Procede et systeme de commande du fonctionnement d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile equipe d'un ensemble turbocompresseur de suralimentation |
| FR2872220A1 (fr) * | 2004-06-24 | 2005-12-30 | Renault Sas | Procede de commande d'un debit de gaz d'echappement recircules dans un moteur de vehicule |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010106273A1 (fr) * | 2009-03-19 | 2010-09-23 | Renault Sas | Dispositif et procede de commande de l'injection de carburant dans un moteur en fonction du taux de recirculation partielle des gaz d'echappement |
| FR2943385A1 (fr) * | 2009-03-19 | 2010-09-24 | Renault Sas | Dispositif et procede de commande de l'injection de carburant dans un moteur en fonction du taux de recirculation partielle des gaz d'echappement |
| US9002622B2 (en) | 2009-03-19 | 2015-04-07 | Renault Sas | Device and method for controlling fuel injection in an engine depending on the exhaust gas partial recirculation rate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2905416B1 (fr) | 2008-12-05 |
| FR2905416A1 (fr) | 2008-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4320684B2 (ja) | 内燃機関の排気還流装置 | |
| KR100508611B1 (ko) | 배기 가스 처리 장치의 촉매 예열 방법 | |
| US6247457B1 (en) | Method for operating an internal combustion engine | |
| US9897044B2 (en) | Control system of engine | |
| US8844499B2 (en) | Method and apparatus for determining and regulating an exhaust gas recirculation rate of an internal combustion engine | |
| US20060107651A1 (en) | Nox discharge quantity estimation method for internal combustion engine | |
| JP3846109B2 (ja) | ディーゼルエンジンの停止装置 | |
| JP7208354B2 (ja) | 内燃エンジン、特にガスエンジンの作動方法 | |
| JP5972597B2 (ja) | Ｅｇｒ制御装置およびｅｇｒ制御装置を備えたエンジン | |
| WO2012033678A2 (fr) | Procédé et équipement pour l'asservissement adaptatif d'un rapport d'excès d'air dans un moteur à gaz naturel à allumage par compression | |
| US20080312808A1 (en) | Fuel injection controller for internal combustion engine | |
| CN101743392A (zh) | 内燃机控制装置和方法 | |
| JP4023122B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| WO2018139491A1 (fr) | Moteur à gaz de type à préchambre | |
| WO2008025921A1 (fr) | Procede de generation des consignes de position des papillons d' un monteur a combustion interne | |
| JP3606112B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| JP6226775B2 (ja) | エンジン装置 | |
| JP3551697B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
| JP6052254B2 (ja) | エンジンの排気還流制御装置 | |
| JP4421610B2 (ja) | ディーゼルエンジンと窒素酸化物トラップを有する推進装置の制御方法及び推進装置 | |
| JP2015129491A (ja) | 内燃機関の燃料供給制御装置 | |
| JP2010138829A (ja) | ディーゼルエンジンの燃焼制御装置 | |
| JP5292111B2 (ja) | 内燃機関の燃料供給装置 | |
| JP6523104B2 (ja) | エンジン及びｅｇｒ還流量計算方法 | |
| WO2013030471A1 (fr) | Système et procédé de commande d'un moteur a combustion interne d'un véhicule automobile avec des circuits de recirculation de gaz d'échappement haute et basse pression en fonctionnement transitoire |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 07823730 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: RU |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 07823730 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |