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FR2931892A1 - Procede d'estimation du debit de recirculation des gaz d'echappement sur un moteur bi-plenum avec volet de turbulence - Google Patents

Procede d'estimation du debit de recirculation des gaz d'echappement sur un moteur bi-plenum avec volet de turbulence Download PDF

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FR2931892A1
FR2931892A1 FR0853483A FR0853483A FR2931892A1 FR 2931892 A1 FR2931892 A1 FR 2931892A1 FR 0853483 A FR0853483 A FR 0853483A FR 0853483 A FR0853483 A FR 0853483A FR 2931892 A1 FR2931892 A1 FR 2931892A1
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Laurent Fontvieille
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Philippe Moulin
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Renault SAS
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Abstract

Procédé d'estimation d'un taux de recirculation des gaz d'échappement sur un moteur à combustion interne comprenant : - un filtre à air (11) ; - un turbocompresseur variable (12) ; - un échangeur (13), un circuit de suralimentation compris entre une roue compresseur et une turbine du turbocompresseur (12) ; le circuit de suralimentation comprenant un collecteur de recirculation des gaz d'échappement (2), un collecteur à turbulence (3), et un volet d'admission (21) ; le collecteur de recirculation des gaz d'échappement (2) comprenant un circuit de recirculation des gaz d'échappement (8), un refroidisseur (25) et une vanne de recirculation des gaz d'échappement (22) ; le collecteur à turbulence (3) comprenant en entrée un volet de turbulence (31) ; caractérisé en ce qu'un rendement volumétrique du moteur ?r,esti est estimé à partir d'au moins les cinq paramètres suivants : - une mesure d'une pression aval volet d'admission (P22,mes) ; - une mesure d'une pression aval volet de turbulence (P23,mes) ; - une mesure d'une température amont volet d'admission (T21,mes); - une mesure d'une température des gaz EGR (TEGR,mes) ; et - une estimation d'une température collecteur de recirculation des gaz d'échappement (T24,esti) ; afin d'estimer le taux de recirculation des gaz d'échappement (TEGR).

Description

La présente invention concerne le contrôle moteur. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de contrôle d'un moteur à combustion interne de véhicule. L'utilisation d'un tel procédé est particulièrement intéressante pour les moteurs diesel sur lesquels l'utilisation de la recirculation des gaz d'échappement (EGR) s'est généralisée. Un moteur diesel comprend un filtre à air, un turbocompresseur, un circuit de suralimentation et un filtre à particules ; le circuit de suralimentation étant compris entre la roue compresseur et la roue turbine. Le circuit de suralimentation comporte un collecteur entre le filtre à air et une roue compresseur du turbocompresseur, un circuit d'échappement entre une roue turbine du turbocompresseur et le filtre à particules. Il comprend également des cylindres comprenant des chambres à combustion alimentées par le collecteur. La quantité d'oxydes d'azote produite par un moteur diesel est fortement liée à la composition d'un mélange réactif dans des cylindres du moteur en air, au carburant et à la présence de gaz inertes. Ces gaz inertes ne participent pas à la combustion et proviennent d'un circuit dérivant une partie des gaz d'échappement vers le collecteur. Le circuit permet I'EGR qui est assurée en mettant en communication le circuit d'échappement et le collecteur via une section de passage dont la dimension est réglée par une vanne EGR. Aussi, avec l'apparition des moteurs biplénum, c'est-à-dire à deux collecteurs d'admission (l'un EGR et l'autre à turbulence, ci-après dénommé collecteur SWIRL), apparaît le besoin de contrôler le niveau de turbulence dans la chambre de combustion dans l'objectif de réduire les émissions en polluants du moteur. Une grandeur à maîtriser est appelée SWIRL (ou turbulence ) et définit la quantité de mouvement en rotation des gaz admis perpendiculairement à un axe du cylindre (encore appelé niveau de SWIRL).
Le niveau de SWIRL est contrôlé par un actionneur placé dans l'un des deux collecteurs alimentant le cylindre. Cet actionneur permet de faire varier la différence de pression entre les deux collesteurs et ainsi permet le contrôle du niveau de SWIRL dans les cylindres.
Un taux d'EGR permet de contrôler la composition du mélange réactif dans les cylindres du moteur. Afin de contrôler ce taux d'EGR (TEGR), il est connu, dans un moteur sans collecteur SWIRL, de réguler un débit d'air frais mesuré par un débitmètre via la vanne EGR et de réguler une pression mesurée dans le circuit de suralimentation via le volet d'admission. On a alors : Qmot où QEGR est un débit d'EGR et Qmot est un débit de gaz moteur. Une solution pour calculer le taux d'EGR est donnée par : TEGR = QEGR Qmot = 3600 P2 . VCyi R•T2 2 N i P2 60 7r T TZ ~ où R est la constante de l'air (R = 287 J.kg-'.K-1) ; Vcyt une cylindrée du moteur ; N un régime de rotation moteur ; rjr un rendement volumétrique du moteur exprimé comme une fonction du régime moetuer N et de la densité des gaz admis P2 ; P2 une pression collecteur admission ; et R.T2 T2 une température collecteur admission ; et par: QEGR = Qmot ù Qair ;
où Qair est le débit d'air frais.
Le taux d'EGR est alors fonction du débit d'air frais et de la pression collecteur pour des états volet d'admission et turbocompresseur donnés. En contrôlant le débit d'air frais via la vanne EGR et la pression collecteur via le volet d'admission, il est alors possible de contrôler indirectement le taux d'admission (Air+EGR) (en supposant que la température collecteur est soit contrôlée soit connue). Donc, pour contrôler le taux d'EGR, deux solutions sont possibles : - une régulation du débit d'air frais via la vanne EGR et une régulation de la pression collecteur via le volet d'admission et/ou via le turbocompresseur ; - une régulation du débit EGR via la vanne EGR et une régulation du débit d'air frais via le volet d'admission (et/ou le turbocompresseur). Dans la dernière solution, le débit d'EGR est soit estimé, soit mesuré et la consigne de débit d'EGR peut être calculée à partir des consignes de débit d'air frais et de taux d'EGR. Cependant, quelque soit la solution retenue, elle ne peut s'appliquer à un moteur présentant deux collecteurs et un volet de SWIRL dans le collecteur sans EGR. La relation entre le taux d'EGR et le couple débit d'air frais/pression collecteur est perdue car le débit moteur dépend désormais des deux pressions et des deux températures collecteurs. La Demanderesse a déjà déposé le 27 décembre 2006 sous le numéro 06 11430 une demande de brevet dont l'objet est de proposer une solution.
Dans cette solution, des barycentres des cylindrées équivalentes vues par chacun des collecteurs (EGR et SWIRL) permettent d'estimer le débit EGR. Le calcul des barycentres ne tient compte que des pressions et températures des deux collecteurs. La cylindrée vue par le collecteur SWIRL est : P23 VC.SWIRL Vmot . nr T21 P23 R . T21 + P2 R . T24 où Vc.sw/RL est la cylindrée partielle remplie par le débit de collecteur SWIRL, rendement de remplissage inclus ; Vmot est la cylindrée moteur ; P22 est une pression collecteur EGR ; T24 est une température collecteur 4 2931892 24 5 où VC.EGR est la cylindrée partielle remplie par le débit de collecteur EGR, rendement de remplissage inclus. Cependant, ce calcul des barycentres ne permet pas d'avoir une estimation du débit d'EGR suffisamment précise lorsque le volet de SWIRL est fortement fermé. En effet, ce calcul ne tient pas compte de 10 l'inversion du débit dans le collecteur SWIRL liée à la mise en communication des deux collecteurs lors de la phase d'admission dans les cylindres. Le débit d'EGR est donc sous-estimé. Un objet de l'invention est de proposer un procédé de contrôle d'un moteur doté de deux collecteur (EGR et SWIRL) prenant en compte 15 l'inversion du débit dans le collecteur SWIRL lors de la mise en communication des deux collecteur lors de la phase d'admission dans les cylindres. Pour cela, l'invention propose un procédé d'estimation d'un taux de recirculation des gaz d'échappement sur un moteur à combustion interne 20 comprenant un filtre à air, un turbocompresseur variable, un échangeur, un circuit de suralimentation compris entre une roue compresseur et une turbine du turbocompresseur ; le circuit de suralimentation comprenant un collecteur de recirculation des gaz d'échappement, un collecteur à turbulence, et un volet d'admission ; le collecteur de recirculation des gaz 25 d'échappement comprenant un circuit de recirculation des gaz d'échappement, un refroidisseur et une vanne de recirculation des gaz d'échappement ; le collecteur à turbulence comprenant en entrée un volet de turbulence ; caractérisé en ce qu'un rendement volumétrique du moteur est estimé à partir d'au moins les cinq paramètres suivants : une EGR ; P23 est une pression collecteur SWIRL ; T21 est une température amont volet d'admission. La cylindrée vue par le collecteur EGR est : P22/ n r Vmot mesure d'une pression aval volet d'admission, une mesure d'une pression aval volet de turbulence, une mesure d'une température amont volet d'admission, une mesure d'une température des gaz EGR, et une estimation d'une température collecteur de recirculation des gaz d'échappement ; afin d'estimer le taux de recirculation des gaz d'échappement. Un avantage de l'invention est qu'il permet un contrôle plus précis du taux d'EGR dans un moteur doté de deux collecteurs (EGR et SWIRL). D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, au regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un moteur à deux collecteurs (EGR et SWIRL) selon l'invention ; et la figure 2 est une représentation schématique d'un moteur à deux collecteurs (EGR et SWIRL) montrant les grandeurs utilisées dans les équations. En référence à la figure 1 est ci-après décrit un moteur diesel 1 selon la présente invention.
Le moteur diesel 1 comprend un filtre à air 11, un turbocompresseur variable 12, un échangeur 13, un circuit de suralimentation compris entre une roue compresseur et une turbine du turbocompresseur 12. Le circuit de suralimentation comprend un collecteur EGR 2 et un collecteur SWIRL 3.
Un volet d'admission 21 est placé après l'échangeur 13 et avant les collecteurs EGR et SWIRL 2, 3. Le collecteur EGR 2 comprend un circuit EGR 8 après volet d'admission 21. Un refroidisseur 25 est placé sur le circuit EGR 8, ainsi qu'une vanne de recirculation des gaz d'échappement (vanne EGR) 22 en aval du refroidisseur 25. 6 2931892 Le collecteur SWIRL 3 comprend en entrée un volet de turbulence (volet de SWIRL) 31. Le collecteur EGR 2 et le collecteur SWIRL 3 se rejoignent après le volet d'admission 21, avant le circuit EGR 8 et le volet de SWIRL 31. 5 De l'air frais 91 est filtré par le filtre à air 11 et arrive au turbocompresseur variable 12. II est comprimé par une roue compresseur du turbocompresseur 12 vers les collecteurs EGR et SWIRL 2, 3 en passant à travers un échangeur 13. Les gaz d'échappement sont détendus dans la roue turbine du turbocompresseur 12 et sont évacués 10 par l'échappement 92. Un débitmètre 51 est prévu à la sortie du filtre à air 12 pour mesurer le débit d'air frais Qair,frais• Des capteurs piézo-électriques de pression sont positionnés : - après le volet d'admission 21 et avant la jonction entre les 15 collecteurs EGR 2 et SWIRL 3 (62) ; et - dans le collecteur SWIRL 3 après le volet de SWIRL 31 (63) ; afin de mesurer, respectivement, une pression aval volet d'admission (encore appelée pression collecteur EGR) P22 et une pression aval volet de SWIRL (encore appelée pression collecteur SWIRL) P23. 20 Des capteurs de température sont positionnés : - avant le volet d'admission 21 et après l'échangeur 13 (71); et - dans le circuit EGR 8 avant le refroidisseur 25 (72) ; afin de mesurer, respectivement, une température amont volet d'admission T21 et une température des gaz EGR TEGR. 25 En référence à la figure 2, est ci-après expliquée la mise en équation utilisée par le mode préféré de réalisation de l'invention. L'ensemble des lois de contrôle commande (stratégies logicielles) et des paramètres de caractérisation (calibrations) du moteur est contenu dans un UCE qui réalise les calculs détaillés ci-après. 30 Dans la suite du texte, R est la constante de l'air (R = 287 J.kg 1.K-1) ; les cylindrées et les volumes sont mesurées en m3 ; les régimes de rotation moteur en tr.min-1 ; les pressions en Pa ; les températures en K ; les débits en kg.h-1 ; les sections en m2 ; et les chaleurs spécifiques en J.kg 1.K-1.
La mise en équation du problème fait apparaître dix équations : Débit de collecteur SWIRL Qc.sWlRL_ QC.SWIRL = 3600 ' P23 VC.SWIRL N R • T21 2 60 où VSWIRL est une cylindrée partielle remplie par le débit de collecteur SWIRL 3 multiplié par la densité des gaz dans le collecteur SWIRL 3 et N un régime de rotation moteur.
Débit d'air frais collecteur EGR Qair.frais.EGR_ = Q -3600 d P21 -Vsural _Qair,frais,EGR air,frais dt R T QC.SWIRL 21 ) où P21 est une pression amont volet d'admission ; Vsurat est un volume du circuit de suralimentation entre la sortie compresseur et une entrée moteur.
Le terme correctif dérivé d P21 Vsural exprime un temps de transfert dt\ R•T21 des gaz dans le circuit de suralimentation. Débit d'EGR QEGR :
QEGR = Qmot QC.SWIRL ù Qair,frais,EGR ;
avec Qmot un débit moteur.
Débit enthalpie collecteur EGR Cpair.QC.EGR.T24_ CPair. QC.EGR. T24 = Cpair• Qair,frais,EGR. T21 + CPech. QEGR. TEGR ;
où Cpair est une chaleur spécifique de l'air ; QC.EGR est un débit de collecteur EGR et vaut (Qmot ù QC.SWIRL) ; T24 est une température collecteur EGR ; et Cpech une chaleur spécifique des gaz d'échappement.
Les chaleurs spécifiques de l'air Cpair et des gaz d'échappement Cpech sont déterminés comme suit :
Cpair = f(x1,x2,...), avec Cpair = f(T21) un cas particulier privilégié par l'invention ; Cpech = f(x1,x2i...), avec Cpech = f(T3,Ri,ech) un cas particulier privilégié par l'invention, Ri,ech = KS Qcarb avec Qcarb et Qair les dérivée des débits Qair
massiques de carburant et d'air respectivement, et KS = 14,8 un coefficient stoechiométrique.
Cylindrée partielle remplie par le débit de collecteur SWIRL VSWIRL_ R . T21 • Vmot nt- (N, P23 , P22 J T24I TEGR ) P23 ' SC.SWIRL + P22 ' SC.EGR R'T21 / P23 SC.SWIRL VC.SWIRL R•T24 avec Vmor une cylindrée moteur ; P22 une pression collecteur EGR ;
SC.SWIRL une section équivalente du collecteur SWIRL 3 avec le volet de
SWIRL 31 ; SC.EGR une section équivalente du collecteur EGR 2 ; tir un 10 rendement volumétrique du moteur 1.
Débit moteur Qmor_
Le rendement volumétrique dépend du régime moteur, de la position du volet de SWIRL 31 et de la position de la vanne EGR 22. Pzz Vmor N = 3600 R T21 2 60 ' gr(N,P23,P22,T24,TEGR)• 15 Rendement volumétrique moteur rir_ ( P N, 22 R.T241 avec r1 un rendement volumétrique du moteur avec le volet de SWIRL complètement ouvert et sans EGR ; f2 une correction du rendement volumétrique en fonction du rapport de densités des deux collecteurs et de 20 la température EGR. Ce calcul du rendement volumétrique moteur tir permet une estimation du débit EGR plus précise. En effet, ce rendement volumétrique prend en compte la pression collecteur SWIRL P23. Si la pression amont volet d'admission P21 n'est pas disponible, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de capteur pour la mesurer, les deux équations 25 suivantes sont ajoutées à la résolution du problème. Qmot tir = q P22 ' T \ 21 TEGR 3'23 T24 + f2 Pression amont volet admission P21 : P21 = Qvol.adm ' .\%R'T21 Svol.adm ' Y. 2 y+1 P22 P22 y \P21/ avec y un rapport de chaleur spécifique pour l'air (y = 1,4) ; Qvol.adm un débit volet d'admission ; et SvoLadm une section équivalente du volet 5 d'admission. Après simplification mathématique, on obtient : QvoI.admVR'T21 Svol.adm / 2 P22 _ P22 ù ' y• 1 2 \y -1~ P21 P21 2 P2i = P22 + 2. Qvol.adm R•T21 •(yù1) Svol.adm Y 10 Débit volet d'admission Qvol.adm_ Qvol.adm = QC.SWIRL + Qair,frais,EGR• Une méthode de résolution selon l'invention est détaillée ci-après. Cette méthode est réalisée itérativement par cycle. On pose à l'initialisation : T24,esti I t_0 = T21,mes t=1 15 P21,esti t=o = P22,mes t=1 QEGR,estl t=0 = O QC,EGR,estilt=o ù Qair,frais,EGR,estil t=0 Dans la suite, l'indice mes signifie que la valeur est mesurée par des capteurs ; l'indice esti signifie que la valeur est estimée ; et estilt-1 signifie que la valeur est celle estimée lors du calcul effectué au cycle précédent ; X 1 est noté simplement X . 20 Les pressions de collecteur EGR P22,mes et SWIRL P23,mes sont mesurée à l'aide des capteurs piézo-électriques. Une variation de pression est P21 = ou encore : traduite en tension qui est mesurable par un calculateur d'injection. Une fois la tension numérisée, elle est traduite en hectopascal (hPa) grâce à une table de correspondance.
Les températures des gaz EGR TEGR,mes et amont volet d'admission T21,mes sont mesurée à l'aide des capteurs de température.
Le débit d'air frais Qair,frais,mes est mesuré par un capteur à fil chaud placé en sortie du filtre à air. Le principe de mesure est d'asservir une température d'un élément chauffant placé dans le flux d'air. Un courant de chauffage est donc l'image du débit d'air frais traversant le débitmètre.
Une variation de courant est traduite en tension qui est mesurable par le calculateur d'injection. Une fois la tension numérisée, elle est traduite en kilogramme par seconde (kg.s-1) grâce à une table de correspondance.
A partir de ces valeurs mesurées et des valeurs estimées au cycle précédent, le rendement volumétrique de moteur est estimé : + f P22, mes T21, mes T 2 r EGR, mes R T24,esti t_1 P23,mes T24,esti t_1 i Une fois le rendement volumétrique de moteur r)r,esti estimé, la cylindrée partielle remplie par le débit de collecteur SWIRL Vc.SW1RL,esti et le débit de moteur Qmot,esti sont estimés : P23,mes SC.SWIRL Vmot ' r, esti R T21, mes VC.SWIRL,esti P23,mes SC.SWIRL + P22, mes SC. EGR R • T21, mes R T24, estl qr,esti t-1 Qmot,esti = 3600 • RP22,mes V2 mot 21, mes N 60 nr,esti • La cylindrée partielle remplie par le débit de collecteur SWIRL VC.SWIRL,esti sert à estimer le débit de collecteur SWIRL : QC.SWIRL, esti = 3600 23, mes VC.SWIRL,esti N R • T2i,mes 2 60 Le débit d'air frais collecteur EGR est estimé à partir du débit de collecteur SWIRL estimé Qc.swIRL,esti• Qair,frais,EGR,esti Qair,frais,mes ù 3600 • dt / P21, est/ t Vsural \ R T21, mes ù QC.SWIRL,esti Une fois qu'on a déterminé les débits de moteur Qmot,esti, de collecteur SWIRL QC.SWIRL,esti et d'air frais de collecteur EGR Qair,frais,EGR,esti, on obtient le débit des gaz EGR QEGR,esti. QEGR,esti Qmot,esti ù QC.SWIRL,esti ù Qair,frais,EGR,esti le débit des gaz EGR QEGR,esti ne dépend donc pas du débit de collecteur SWIRL Qc.swIRL,esti• Une nouvelle valeur de la température collecteur EGR T24,esti est alors estimée. CPair ' Qair,frais,EGR,esti T21, mes + CPech ' QEGR,esti ' TEGR, mes T24, est/ ù CPair ' (Qmot,esti ù QC.SWIRL,esti ) Avec le débit de volet d'admission Qvoi.adm,esti valant Qc.swlRL,esti + Qair,frais,EGR,esti, on estime la pression amont volet d'admission P21,esti• 2 (Y ù ) 2 ' Qvol.adm, esti ' R T21, mes 1) ù P22, mes + Svol.adm, mes Y La section efficace du volet d'admission Svol.adm,mes est une fonction non linéaire de la position du volet. Cette caractéristique est identifiée en laboratoire dans lequel pour chaque position du volet d'admission, et sous une pression différentielle constante et température constante à ces bornes, on mesure le débit d'air. Puis en utilisant la formule de Barré de Saint-Venant, la section efficace du volet d'admission est déterminée pour chaque position. En variante, si le moteur 1 est équipé d'un capteur de pression pour mesurer la pression amont volet d'admission P21, on remplace P21,esti par 12 P21,mes dans les équations ci-dessus. Et P21,esti 2931892 r=o ' 22,mest=lest supprime des conditions d'initialisation.
Le dernier calcul de la pression amont volet d'admission n'a donc plus lieu d'être.
5 Le taux d'EGR est le rapport entre le débit d'EGR estimé QEGR,esfi et le débit moteur Qmot. Le débit moteur est la somme du débit d'air frais et du débit d'EGR. QEGR,esti TEGR Qair, frais, mes + QEGR, esti Le taux d'EGR est donc contrôlable, indépendamment de la position du 10 volet de SWIRL en jouant sur le débit d'air frais Qair,frais,esti via le volet d'admission 21 (et/ou le turbocompresseur 12) et le débit d'EGR estimé QEGR,esti via la vanne EGR 22.
Une unité de contrôle électronique (UCE) a, à cet effet, un module de régulation de débit d'air, un module d'estimation du débit d'EGR QEGR,esti 15 et un module de régulation de débit d'EGR. Les différents capteurs envoient des signaux à l'UCE afin d'estimer le débit d'EGR QEGR,esti. Le module de régulation de débit d'air prend en entrée une consigne de débit d'air Qair,frais,cons et la mesure du débit d'air frais Qair,frais,mes afin de déterminer une position adéquate du volet d'admission 21.
20 Le module d'estimation du débit d'EGR estime le débit d'EGR QEGR,esti de la manière décrite ci-dessus. Le module de régulation de débit d'EGR prend en entrée l'estimation du débit d'EGR et une consigne de débit d'EGR afin de déterminer une position adéquate de la vanne EGR 22.
25 La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, mais s'étend à tout mode de réalisation conforme à son esprit.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé d'estimation d'un taux de recirculation des gaz d'échappement sur un moteur à combustion interne comprenant : - un filtre à air (11) ; - un turbocompresseur variable (12) ; - un échangeur (13), un circuit de suralimentation compris entre une roue compresseur et une turbine du turbocompresseur (12) ; le circuit de suralimentation comprenant un collecteur de recirculation des gaz d'échappement (2), un collecteur à turbulence (3), et un volet d'admission (21) ; le collecteur de recirculation des gaz d'échappement (2) comprenant un circuit de recirculation des gaz d'échappement (8), un refroidisseur (25) et une vanne de recirculation des gaz d'échappement (22) ; le collecteur à turbulence (3) comprenant en entrée un volet de turbulence (31) ; caractérisé en ce qu'un rendement volumétrique du moteur rir,esti est estimé à partir d'au moins les cinq paramètres suivants : - une mesure d'une pression aval volet d'admission (P22,mes) ; - une mesure d'une pression aval volet de turbulence (P23,mes) ; - une mesure d'une température amont volet d'admission (T21,mes) ; - une mesure d'une température des gaz EGR (TEGR,mes) ; et - une estimation d'une température collecteur de recirculation des gaz d'échappement (T24,esti) ; afin d'estimer le taux de recirculation des gaz d'échappement (TEGR).
  2. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend en plus une étape d'estimation d'une cylindrée partielle remplie par un débit de collecteur à turbulence (Vc.swIRL,esti) au moins à partir du rendement volumétrique du moteur (rjr,esti). 5 10 15 20 25
  3. 3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'estimation d'un débit collecteur à turbulence (Qc.swIRL) au moins à partir de la cylindrée partielle remplie par un débit de collecteur à turbulence (Vc.swiRL,esti).
  4. 4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'estimation d'un débit d'air frais collecteur de recirculation des gaz d'échappement (Qair,frais,EGR,esti) au moins à partir du débit collecteur à turbulence (QC.SWIRL,esti) et d'une mesure d'un débit d'air frais (Qair,frais,mes)•
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en plus une étape d'estimation d'un débit moteur (Qmot,esti) au moins à partir du rendement volumétrique du moteur (17r,esti)
  6. 6. Procédé selon la revendication précédente en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en plus une étape d'estimation d'un débit de recirculation des gaz d'échappement (QEGR,esti).
  7. 7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la température collecteur de recirculation des gaz d'échappement (T24,esti) est estimé au moins à partir du débit de recirculation des gaz d'échappement (QEGR, esti)
  8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une des pressions parmi la pression aval volet d'admission (P22,mes) et la pression aval volet de turbulence (P23,mes) est mesurée grâce à un capteur piézo-électrique. 30
  9. 9. Dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes pour le contrôle d'un taux de recirculation des gaz d'échappement, comprenant : - un module de régulation du débit d'air frais ; - un module d'estimation du débit de recirculation des gaz d'échappement ; - un module de régulation du débit de recirculation des gaz d'échappement ; caractérisé en ce que le contrôle du taux de recirculation des gaz d'échappement est réalisé au moyen d'un module de régulation du débit d'air frais déterminant une position du volet d'admission (21) et au moyen d'un module de régulation du débit de recirculation des gaz d'échappement déterminant une position de la vanne de recirculation des gaz d'échappement (22).
  10. 10. Véhicule à moteur à combustion interne mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3828742A1 (de) * 1987-08-25 1989-03-09 Toyota Motor Co Ltd Brennkraftmaschine mit mehreren einlassventilen und abgasrueckfuehrung
US6035639A (en) * 1999-01-26 2000-03-14 Ford Global Technologies, Inc. Method of estimating mass airflow in turbocharged engines having exhaust gas recirculation
DE10242234A1 (de) * 2002-09-12 2004-03-25 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Bestimmung einer Abgasrückführmenge für einen Verbrennungsmotor mit Abgasrückführung
EP1617056A2 (fr) * 2004-07-14 2006-01-18 HONDA MOTOR CO., Ltd. Système de commande de moteur à combustion

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3828742A1 (de) * 1987-08-25 1989-03-09 Toyota Motor Co Ltd Brennkraftmaschine mit mehreren einlassventilen und abgasrueckfuehrung
US6035639A (en) * 1999-01-26 2000-03-14 Ford Global Technologies, Inc. Method of estimating mass airflow in turbocharged engines having exhaust gas recirculation
DE10242234A1 (de) * 2002-09-12 2004-03-25 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Bestimmung einer Abgasrückführmenge für einen Verbrennungsmotor mit Abgasrückführung
EP1617056A2 (fr) * 2004-07-14 2006-01-18 HONDA MOTOR CO., Ltd. Système de commande de moteur à combustion

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