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FR3031362A1 - Dispositif de pilotage de moteur a combustion a reintroduction de gaz d’echappement - Google Patents

Dispositif de pilotage de moteur a combustion a reintroduction de gaz d’echappement Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de pilotage de moteur à combustion de véhicule automobile comprenant un module de pilotage configuré pour mettre en œuvre une consigne de taux de réintroduction de gaz d'échappement et une consigne de flux d'air frais dans la chambre de telle façon que la consigne de taux de réintroduction est prioritaire sur la consigne de flux d'air frais et configuré pour tenir compte de données de prédiction automatique d'accélération et/ou de décélération du véhicule (2,3) pour établir la consigne de taux de réintroduction de gaz d'échappement.

Description

DISPOSITIF DE PILOTAGE DE MOTEUR A COMBUSTION A REINTRODUCTION DE GAZ D'ECHAPPEMENT [0001] L'invention concerne le pilotage des moteurs à combustion de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement les véhicules dotés d'un dispositif de réintroduction de gaz d'échappement à l'admission ou dispositif EGR pour Exhaust gaz recirculation en anglais. L'invention concerne donc le domaine de la dépollution à la source, c'est-à-dire en amont des systèmes de post-traitement de l'échappement. [0002] Les fonctions de pilotage du moteur appelées priorité de pilotage en air ou priorité de pilotage en EGR existent actuellement dans le contrôle moteur. Le pilotage en priorité en air est utilisé pour assurer des changements de demande de couple moteur optimaux en temps de réponse. Il consiste à donner la priorité à la régulation du remplissage en air frais du moteur, la régulation du taux d'EGR dans le moteur étant alors subie. Dans le cas du pilotage en priorité EGR, c'est le taux d'EGR du moteur qui devient la priorité de consigne à respecter, le débit d'air étant alors subi. Cette fonction permet d'assurer un taux d'EGR optimal dans le moteur pendant les phases transitoires de charge du moteur, et ainsi d'assurer une dépollution optimale en sortie du moteur, notamment une réduction optimale des oxydes d'azote. [0003] La contrepartie de la stratégie de pilotage en EGR en phase transitoire est qu'elle limite la quantité d'air frais apportée dans le moteur, ce qui limite le couple du moteur et dégrade donc les prestations dynamiques du véhicule telles que reprises et accélérations. [0004] Le but de de l'invention est de proposer un pilotage en priorité EGR permettant de meilleures performances dynamiques. [0005] Ce but est atteint selon l'invention grâce à un dispositif de pilotage de moteur à combustion de véhicule automobile comprenant un module de pilotage de vanne de réintroduction de gaz d'échappement dans au moins une chambre de combustion et de pilotage de vanne d'admission d'air frais dans la dite au moins une chambre de combustion, le module de pilotage étant configuré pour mettre en oeuvre une consigne de taux de réintroduction de gaz d'échappement et une consigne de flux d'air frais dans la chambre de telle façon que la consigne de taux de réintroduction est prioritaire sur la consigne de flux d'air frais pendant une phase de changement de couple demandé au moteur, caractérisé en ce que le module de pilotage est configuré pour tenir compte de données de prédiction automatique d'accélération et/ou de décélération du véhicule pour établir la consigne de taux de réintroduction de gaz d'échappement pendant ladite phase de changement de couple demandé au moteur. [0006] L'invention concerne également un moteur à combustion de véhicule automobile comprenant un tel dispositif de pilotage. [0007] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un tel moteur à combustion et comportant un module de prédiction d'accélération et/ou de décélération du véhicule. [0008] Avantageusement, le module de prédiction d'accélération et/ou de décélération du véhicule est configuré pour fournir des données de prédiction d'accélération et/ou de décélération à partir de données de l'environnement du véhicule [0009] Avantageusement, le module de prédiction d'accélération et/ou de décélération du véhicule est un module de régulation automatique de vitesse du véhicule. [0010] Avantageusement, le module de prédiction d'accélération et/ou de décélération est configuré pour évaluer une distance entre le véhicule et un obstacle se trouvant devant le véhicule. [0011] Avantageusement, le module de prédiction d'accélération et/ou de décélération comporte un organe d'évaluation de distance faisant partie du groupe constitué des caméras et des radars. [0012] Avantageusement, le module de prédiction d'accélération et/ou de décélération comporte un organe d'évaluation de distance faisant partie du groupe constitué des terminaux de détermination de position par satellite et des terminaux de communication en réseau avec d'autres véhicules. [0013] Avantageusement, le véhicule comporte un circuit de réintroduction de gaz d'échappement dans l'ensemble des cylindres de combustion du moteur. [0014] Avantageusement, le véhicule est un véhicule diesel. [0015] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles : [0016] - la figure 1 représente un véhicule selon un mode de réalisation de l'invention, [0017] - les figures 2 à 4 sont des diagrammes représentant schématiquement des suivis en vitesse, en couple moteur et en taux d'EGR dans un mode de réalisation de l'invention. [0018] Le véhicule représenté sur la figure 1 comporte un moteur à combustion 1 et un système d'aide avancée à la conduite 2. De tels systèmes sont connus sous l'acronyme ADAS pour Advanced Driver Assistance Systems en anglais. Ainsi le présent système 2 est configuré pour éviter automatiquement une collision ou un accident en déclenchant automatiquement une décélération ou une accélération. Un tel dispositif peut être un dispositif de pilotage automatique permanent du véhicule ou en variante être un dispositif prenant le contrôle du véhicule en cas de besoin. En variante, un tel dispositif est configuré pour simplement alerter le conducteur d'un aléa de circulation. En variante encore, un tel dispositif peut également être un dispositif de régulation de vitesse configuré pour adapter automatiquement la vitesse du véhicule en fonction de données d'environnement du véhicule détectées par des capteurs. [0019] Le présent dispositif est configuré pour produire des données indiquant une prédiction d'accélération ou de décélération du véhicule à partir de données de l'environnement du véhicule. Le présent dispositif est pour cela doté de caméras embarquées mais en variante les données d'environnement physique du véhicule peuvent être captées par un ou des radars placés par exemple dans les boucliers du véhicule ou sous le pare-brise du véhicule, ou encore par un équipement GPS - pour Global Positioning System en anglais ou système de positionnement global - ou plus généralement un équipement de positionnement satellitaire, un équipement de communication en réseau, etc. [0020] Ainsi le système d'aide avancée à la conduite 2 comporte des capteurs embarqués 3 qui permettent au véhicule de se gérer automatiquement dans le trafic. Ainsi, lors de l'utilisation de la fonction de régulation de vitesse adaptative du véhicule, ce dernier gère des phases d'accélérations et décélérations liées aux obstacles rencontrés sur la voie, typiquement à véhicule lent. [0021] Le présent véhicule comporte un pilotage de la boucle d'air avec priorité EGR. Si la stratégie de priorité en air était active, elle permettrait de piloter la demande de couple moteur de façon très dynamique sur les transitoires de charge. En effet, c'est le débit d'air de consigne qui serait régulé en priorité. Afin de converger rapidement sur une cible de débit d'air plus élevée, il faudrait nécessairement réduire la section de passage de la vanne EGR. Cela permettrait d'assurer un remplissage en air frais important dans la chambre, ce qui permettrait d'assurer une combustion optimale et de sécuriser le suivi de la consigne de couple moteur durant le transitoire de charge. L'inconvénient de cette stratégie est qu'elle est polluante en oxydes d'azote car l'apport par l'EGR de gaz brulés dans la chambre est fortement réduit, ceux-là même qui permettent de limiter les NOx. Ainsi la priorité en air en transitoire privilégie les performances dynamiques du moteur au détriment des émissions d'oxydes d'azote. [0022] La stratégie de priorité en EGR permet de piloter la demande de couple moteur de façon à maximiser le taux de réintroduction des gaz brulés ou taux d'EGR dans la chambre pendant les phases transitoires de charge, c'est-à-dire pour les points où une consigne stabilisée en régime et en charge n'est pas atteignable. Cette stratégie permet de dépolluer les oxydes d'azote. En effet, c'est le taux d'EGR qui devient la consigne prioritaire, et le débit d'air frais est alors subi. C'est la priorité de régulation qui détermine le comportement de la boucle d'air pilotée. Ainsi, la section de la vanne EGR est pilotée par la nécessité d'admettre un certain niveau d'EGR dans la chambre le plus rapidement possible, ce niveau d'EGR étant toutefois plus faible que sur le point stabilisé avant le transitoire car de manière générale, plus la charge augmente et plus le taux d'EGR est limité. Durant le transitoire de charge, le taux d'EGR dans la chambre est ainsi bien plus important que sur une stratégie de pilotage en air. Ainsi une telle priorité en EGR dans les phases transitoires privilégie une maîtrise des émissions d'oxydes d'azote au détriment des performances dynamiques. [0023] Grâce aux données de prédiction d'accélération et/ou de décélération fournies par le système ADAS 2, et ainsi à l'anticipation du besoin en dynamique du véhicule, on exploite le bénéfice apporté par la régulation en EGR sans perte de prestation dynamique. On gère ainsi les consignes de couple moteur en phases transitoires en restant en permanence sur la fonction de pilotage du couple moteur en priorité EGR et on assure ainsi un suivi optimal de la consigne de taux d'EGR. Le transitoire de charge est anticipé par exemple par la mesure de la distance des obstacles rencontrés sur la voie par le véhicule. Cette anticipation est très bénéfique pour la dépollution du véhicule car une quantité de NOx importante peut ainsi ne pas être produite, en conservant les mêmes performances dynamiques du véhicule, par exemple au moment des dépassements d'autres véhicules. [0024] On peut donc associer une telle technologie ADAS aux fonctions de gestion de la charge du moteur afin de les associer à la dépollution du moteur. On interface donc le système d'aide avancée à la conduite 2 avec la fonction de contrôle moteur et notamment de pilotage de la boucle d'air en priorité EGR, dans le cadre d'une demande de couple moteur pour accélération ou décélération du véhicule, en régulation de vitesse adaptative. Le présent dispositif utilise la capacité d'anticipation des actions du véhicule grâce au système ADAS, permettant au moteur de gérer ses transitoires de couple moteur en conservant sa stratégie de dépollution. [0025] On a représenté sur les figures 2 à 4 le cas d'un changement de consigne de vitesse. La consigne de vitesse est représentée par le tracé 10, ici dans le cas d'un dépassement de véhicule anticipé par le dispositif de régulation automatique de la vitesse. La vitesse du véhicule atteinte en temps réel grâce à la présente prédiction d'accélération est représentée par le tracé 11. On constate qu'il n'existe aucun retard de consigne au départ de la pente d'accroissement de vitesse et on constate que l'accroissement de vitesse est très proche de la consigne 10. [0026] Sur la figure 3 on a tracé la consigne de couple sous la référence 20. On constate que la consigne effectivement atteinte pour le couple, représentée sous la référence 21, est là encore très proche de la consigne 20, avec un retard pratiquement inexistant au départ de l'accélération. [0027] Sur la figure 4 on a représenté la consigne de taux d'EGR sous la référence 30, le taux d'EGR effectivement mis en oeuvre étant représenté sous la référence 31. Le taux d'EGR est ici supérieur à la consigne, permettant un gain en termes de réduction d'émissions d'oxydes d'azote. On a représenté sur cette même figure et sous la référence 32 la consigne d'EGR qui serait effectivement atteinte dans le cas d'un pilotage en air. On constate dans ce cas que les taux d'EGR mis en oeuvre sont nettement inférieurs au cas des tracés 30 et 31, générant alors une forte émission d'oxydes d'azote. La différence de quantité d'oxydes d'azote émis dans l'atmosphère entre le cas d'un pilotage en priorité à l'air et le cas d'un pilotage en priorité EGR avec anticipation est représentée par la zone hachurée 33. Cette zone 33 de gain en émissions d'oxydes d'azote en anticipation d'accélération est importante car on y conserve un niveau d'EGR élevé. On constate donc que le présent pilotage permet une importante réduction des émissions d'oxydes d'azote.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de pilotage de moteur à combustion de véhicule automobile comprenant un module de pilotage de vanne de réintroduction de gaz d'échappement dans au moins une chambre de combustion et de pilotage de vanne d'admission d'air frais dans la dite au moins une chambre de combustion, le module de pilotage étant configuré pour mettre en oeuvre une consigne de taux de réintroduction de gaz d'échappement (30,31) et une consigne de flux d'air frais dans la chambre de telle façon que la consigne de taux de réintroduction (30,31) est prioritaire sur la consigne de flux d'air frais pendant une phase de changement de couple (20,21) demandé au moteur, caractérisé en ce que le module de pilotage est configuré pour tenir compte de données de prédiction automatique d'accélération et/ou de décélération du véhicule (2,3) pour établir la consigne de taux de réintroduction de gaz d'échappement (31) pendant ladite phase de changement de couple demandé au moteur (21).
  2. 2. Moteur à combustion de véhicule automobile comprenant un dispositif de pilotage selon la revendication 1.
  3. 3. Véhicule automobile comprenant un moteur à combustion selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un module (2,3) de prédiction d'accélération et/ou de décélération du véhicule.
  4. 4. Véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le module (2,3) de prédiction d'accélération et/ou de décélération du véhicule est configuré pour fournir des données de prédiction d'accélération et/ou de décélération à partir de données de l'environnement du véhicule
  5. 5. Véhicule automobile selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le module (2,3) de prédiction d'accélération et/ou de décélération du véhicule est un module de régulation automatique de vitesse du véhicule.
  6. 6. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le module (2,3) de prédiction d'accélération et/ou de décélération est configuré pour évaluer une distance entre le véhicule et un obstacle se trouvant devant le véhicule.
  7. 7. Véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le module (2,3) de prédiction d'accélération et/ou de décélération comporte un organe (3) d'évaluation de distance faisant partie du groupe constitué des caméras et des radars.
  8. 8. Véhicule automobile selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que le module (2,3) de prédiction d'accélération et/ou de décélération comporte un organe d'évaluation de distance (3) faisant partie du groupe constitué des terminaux de détermination de position par satellite et des terminaux de communication en réseau avec d'autres véhicules.
  9. 9. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de réintroduction de gaz d'échappement dans l'ensemble des cylindres de combustion du moteur.
  10. 10. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'il est un véhicule diesel.
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