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WO2007144528A1 - Procede et dispositif de regulation d'un flux de gaz de recirculation circulant dans une ligne de recirculation d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Procede et dispositif de regulation d'un flux de gaz de recirculation circulant dans une ligne de recirculation d'un moteur a combustion interne Download PDF

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Publication number
WO2007144528A1
WO2007144528A1 PCT/FR2007/051352 FR2007051352W WO2007144528A1 WO 2007144528 A1 WO2007144528 A1 WO 2007144528A1 FR 2007051352 W FR2007051352 W FR 2007051352W WO 2007144528 A1 WO2007144528 A1 WO 2007144528A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
combustion engine
internal combustion
recirculation line
short
recirculation
Prior art date
Application number
PCT/FR2007/051352
Other languages
English (en)
Inventor
Olivier Beisbardt
Guillaume Tavernier
Alexandre Michel
Original Assignee
Renault S.A.S
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault S.A.S filed Critical Renault S.A.S
Priority to EP07766119A priority Critical patent/EP2027379A1/fr
Publication of WO2007144528A1 publication Critical patent/WO2007144528A1/fr

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    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/66—Lift valves, e.g. poppet valves

Definitions

  • the present invention generally relates to the regulation of the flow of recirculating gases burned in a combustion chamber of an internal combustion engine and intended to be reinjected into the same combustion chamber.
  • It relates more particularly to a method of regulating a flow of recirculating gas flowing in a recirculation line of an internal combustion engine, the recirculation line comprising, between an upstream portion and a downstream portion, means for cooling the recirculating gas flow and means of short-circuiting these cooling means adapted to take two states, including an activated state in which the flow of recirculation gas passes directly from the upstream part to the downstream part of the recirculation line without passing through the cooling means, and a deactivated state in which the flow of recirculation gas passes through the cooling means.
  • the invention finds a particularly advantageous application in its application to supercharged internal combustion engines. It also relates to a device for regulating a recirculation gas flow comprising a recirculation line of an internal combustion engine comprising an upstream part intended to be connected to an exhaust line of the engine, a downstream part intended to be connected to an intake line of the engine, and, between said upstream portion and said downstream portion, means for cooling the recirculation gas flow and means for short-circuiting these cooling means adapted to take two states, of which an activated state in which the recirculation gas flow passes directly from the upstream portion to the downstream portion of the recirculation line without passing through the cooling means, and a deactivated state in which the recirculation gas flow passes through the means cooling.
  • This valve can be arranged either at the inlet of the recirculation line, near the inlet of the air cooler, or at the outlet of the recirculation line, near the outlet of the air distributor (the cooler of the air does not occupy the same place along the exhaust line).
  • Control device further comprises, between the inlet and the outlet of the air cooler, a bypass duct provided with a second valve allowing, when the temperature of the recirculation gas passes below a threshold value, short circuit the air cooler.
  • This short-circuit is not controlled according to the level of stress of the engine but only as a function of the temperature of the recirculation gases in order to prevent condensation from forming in the recirculation line and at the inlet of the chamber combustion of the internal combustion engine, which would be detrimental to engine performance.
  • the valve which regulates the flow of burnt gases flowing in the recirculation line is controlled independently of this second valve.
  • the present invention proposes a method and a control device which are adapted to increase, if necessary, the performance of the internal combustion engine irrespective of the location of the valve. in the recirculation line.
  • control method as defined in the introduction, comprising the steps of: - detecting at least one characteristic value of the stress level of the internal combustion engine,
  • control device as defined in the introduction, in which there is provided means for detecting at least one characteristic value of the stress level of the internal combustion engine, means for storing at least one threshold value associated with said at least one characteristic value, means for comparing said at least one characteristic value with the threshold value associated with it, and means for controlling the short-circuiting means to activate or deactivate the short-circuit means; -circuitage according to the comparison result provided by the comparison means.
  • the recirculation line defines a large volume of air between its inlet and the inlet of the air cooler.
  • this volume of air is a dead volume that creates disturbances on the flow of flue gas flowing in the exhaust line. These disturbances actually modify the flow of gases in the line exhaust, and in particular disorganize the pressure waves circulating in this line. Therefore, this dead volume disrupts the flow of flue gas flowing in the exhaust line. These disturbances generate pressure drops which induce a drop in turbine efficiency of the turbo compressor, which decreases the performance of the internal combustion engine.
  • valve when the valve is placed at the inlet of the recirculation line, it is understood that the latter defines a large volume of air between its outlet and the outlet of the air cooler. When the valve is closed, this volume of air forms a dead volume which creates disturbances on the flow of fresh gas circulating in the intake line. These disturbances indeed modify the flow of gases in the intake line, and in particular disorganize the pressure waves which, if they were properly organized, would favor the pressurization of the fresh air at the inlet of the combustion chamber. of the motor. This dead volume therefore limits the use of this phenomenon of pressure waves to increase the fresh air filling of the combustion chamber; it accordingly reduces the performance of the internal combustion engine.
  • the valve when the internal combustion engine is strongly stressed, the valve is closed so that it blocks the circulation of the gases in the recirculation line and the short-circuiting means are activated in such a way as to reduce the importance of the dead volume, the air included in the air cooler no longer participating in this dead volume.
  • the disturbances caused by the dead volume then decrease in intensity which allows the pressure waves flowing in the intake line or in the exhaust line (depending on the location of the valve) to be undisturbed so that the engine performance is little changed by the presence of this recirculation line.
  • the shorting means are activated when the detected characteristic value characterizes a motor biasing level higher than that corresponding to the threshold value, and the short-circuiting means are deactivated when the detected characteristic value characterizes a solicitation level of the motor lower than that corresponding to the threshold value;
  • the recirculation line comprising a valve
  • the valve is closed when the detected characteristic value characterizes a level of engine stress greater than that corresponding to the threshold value, and the valve is opened when the detected characteristic value characterizes a motor biasing level lower than that corresponding to the threshold value;
  • said at least one characteristic value comprises the required torque and / or the speed of the internal combustion engine
  • the required torque is compared with the threshold value associated with it and the speed of the internal combustion engine with the threshold value associated with it, and enables or disables the shorting means according to the result of the two comparisons.
  • the cooling means comprise an inlet and an outlet each opening respectively in the upstream and downstream parts of the recirculation line
  • the short-circuiting means comprise a flap movable between two stable positions, a position corresponding to the state activated short-circuiting means in which the shutter closes the inlet and the outlet of the cooling means and connects the upstream and downstream parts of the recirculation line, and a position corresponding to the deactivated state of the short-circuiting means wherein the flap separates the upstream and downstream portions of the recirculation line and opens the inlet and outlet of the cooling means;
  • the flap is pivotally mounted and is controlled by the control means between two stable angular positions;
  • the recirculation line comprises a valve disposed at the inlet of the upstream portion of the recirculation pipe, near the inlet of the cooling means;
  • the recirculation line comprises a valve disposed at the outlet of the downstream portion of the recirculation pipe, near the outlet of the cooling means;
  • the detection, storage and comparison means are integrated in an electronic device and / or computer control of the internal combustion engine.
  • FIG. 1 is a schematic overview of a first embodiment of an internal combustion engine comprising a control device according to the invention
  • FIGS. 2 and 3 are diagrams of operation of the control device of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a schematic overall view of a second embodiment of the internal combustion engine of FIG. 1.
  • upstream and downstream will be used in the direction of the flow of air, from the point of sampling the fresh air into the atmosphere to its exit by a pot of relaxation 40.
  • FIGS. 1 and 3 are diagrammatic representations of an internal combustion engine 10 comprising a combustion chamber 1 1, here four-cylinder 1 1 A.
  • the internal combustion engine 10 comprises an exhaust manifold 13 which opens into a burnt gas exhaust line 20 extending to the expansion vessel 40.
  • the internal combustion engine 10 comprises on this exhaust line 20 a turbine 31 of a turbocharger 30 rotating a compressor 32.
  • the internal combustion engine 10 Upstream of the combustion chamber January 1, the internal combustion engine 10 comprises a intake line 23 which successively comprises an air filter 60 which filters the fresh air taken from the atmosphere, the compressor 32 which compresses the fresh air filtered by the air filter 60, and finally a main air cooler 43 which cools the fresh air compressed by the compressor 32.
  • This fresh air then opens into an air distributor 12 which brings fresh air into each of the cylinders 11 A of the combustion chamber January 1.
  • the internal combustion engine 10 also comprises a recirculation line 50 which is stitched on the exhaust line 20, between the exhaust manifold 13 and the turbine 31, and which opens into the intake line 23, between the main air cooler 43 and the air distributor 12.
  • This recirculation line 50 is used to inject into the intake line 23 a portion of the burnt gases from combustion, called recirculation gases, to achieve a mixture of intake including fresh air and flue gases. It therefore reduces the volume of polluting particles emitted by the engine.
  • the recirculation line 50 comprises an upstream portion 58 connected to the exhaust line 20, a downstream portion 59 connected to the inlet line 23, and, between the upstream portion 58 and the downstream portion 59, a valve 51 juxtaposed, on the one hand, to cooling means 70 of the recirculation gas flow, and, on the other hand, to short-circuiting means 80 of these cooling means 70.
  • the recirculation line 50 comprises an upstream portion 58 of very short length which opens into the valve 51 and a downstream portion 59 of greater length for connecting the means 70 and short-circuiting 80 to the inlet line 23.
  • the valve 51 has an inlet which is connected to the upstream portion 58 of the recirculation line 50 and in which is disposed a valve seat 55, and an outlet opening into a volume 57 which is delimited by a housing fixed to the valve 51 and which is connected to the downstream portion 59 of the recirculation line 50.
  • the valve 51 comprises a valve 52 provided with a cylindrical body 54 and a head 53 adapted to cooperate with the valve seat 55. It is intended to regulate the flow rate of the recirculating gas flow circulating in the recirculation line 50
  • the valve 52 is here controlled in position by an electromagnetic coil 56 fixed in the valve frame 51 around the cylindrical body 54 of the valve 52. Therefore, when an electric current passes through the electromagnetic coil 56, this coil exerts a electromagnetic force on the valve 52 which plates the latter on its seat and obstructs the line of On the other hand, when no electric current passes through the electromagnetic coil 56, the pressure forces exerted on the valve 52 raise the latter from its seat, thus allowing the recirculation gases to pass through the recirculation line 50.
  • the cooling means comprise a water cooler 70 with water internally comprising a cooling channel whose inlet 71 and outlet 72 open into the volume 57, close to each other.
  • the inlet 71 is more precisely located on the side of the upstream portion 58 of the recirculation line 50 and the outlet 72 on the side of the downstream portion 59 of the recirculation line 50.
  • the short-circuiting means here consist of a flap 80 mounted on a shaft 81 integral in rotation with an electric motor (not shown) and pivotable between two stable angular positions. These two angular positions correspond to two distinct states of the shorting means, an activated state and a deactivated state.
  • the shutter 80 has a rectangular shape. Its two lateral edges can slide against the walls of the casing defining the volume 57. Its two end edges can in turn each be supported, depending on the angular position of the flap 80, on one or the other of two distinct zones. of the casing defining the volume 57.
  • the short-circuiting means 80 when the short-circuiting means 80 are in the activated state, the end edges of the flap 80 bear on first zones of the casing so as to hermetically separate the volume 57 into two sub-portions. volumes. A first sub-volume in which the inlet 71 and outlet 72 of the air cooler 70 open, and a second sub-volume in which the outlet of the valve 51 and the inlet of the downstream part 59 of the recirculation line open. 50. Therefore, in the activated state, the short-circuiting means close the inlet 71 and the outlet 72 of the cooling means 70 and connect the upstream 58 and downstream 59 portions of the recirculation line 50.
  • the short-circuiting means 80 when the short-circuiting means 80 are in the deactivated state, the end edges of the flap 80 bear on other zones of the casing so as to hermetically separate the volume 57 in two. other sub-volumes.
  • the electromagnetic coil 56 of the valve 51 and the electrical motor for actuating the flap 80 are both powered by a battery and controlled by control means integrated with an electronic and / or computer control device of the internal combustion engine. .
  • This electronic and / or computer device also comprises means for detecting characteristic values of the stress level of the internal combustion engine 10, namely here means for detecting the engine speed and means for detecting the required torque.
  • the required torque detection means can for example detect the position of an accelerator pedal connected to the engine.
  • the electronic and / or computer device further comprises means for storing a threshold value associated with the required torque and a threshold value associated with the engine speed. These threshold values are fixed and are determined during the development phases of the engine.
  • the electronic and / or computer device finally comprises means for comparing the detected required torque with the threshold value associated with it and the detected engine speed with the threshold value associated therewith.
  • the method of regulating the recirculation gas flow comprises three successive steps.
  • the electronic and / or computer device detects the required torque and the speed of the internal combustion engine 10.
  • comparison step it compares each of these detected values with the threshold value associated with it and which is in memory in the storage means. At the end of this second step, it controls with the aid of its control means the activation or deactivation of the short-circuiting means 80 as a function of the result of the comparison provided by the comparison means.
  • the short-circuiting means 80 activates the short-circuiting means 80 if the required torque and the engine speed are both greater than their threshold value, which characterizes a high level of stress on the internal combustion engine 10.
  • the electronic and / or computer device then further controls the closing of the valve 52 of the valve 51.
  • the electronic and / or computer device deactivates the short-circuiting means 80 and opens the valve 52.
  • the recirculation line 50 is completely obstructed so that the engine burns only fresh air in its combustion chamber 11. It is therefore adapted to deliver a important couple.
  • the dead volume in which stagnant recirculation gas has a relatively small length insofar as the air cooler 70 is short-circuited The flow of fresh air passing through the intake line 23 is therefore little disturbed by the presence of this dead volume, so that the engine performance is optimal.
  • the electronic and / or computer device could be adapted to activate or deactivate the short-circuiting means 80 only as a function of one or other of the characteristic values that are the required torque and the engine speed. 10. Any other characteristic value of the engine load level may also be suitable.
  • the recirculation line 50 comprises an upstream portion 58 of considerable length and a downstream portion 59 of short length.
  • valve 51 is disposed downstream of the cooling means 70 and short-circuiting 80 so that the volume 57 is connected, on one side, to the outlet of the upstream portion 58 of the recirculation 50, and the other at the inlet of the valve 51.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de régulation d'un flux de gaz de recirculation circulant dans une ligne de recirculation d'un moteur à combustion interne, la ligne de recirculation comprenant, entre une partie amont (58) et une partie aval (59), des moyens de refroidissement ( 70) du flux de gaz de recirculation et des moyens de court-circuitage (80) adaptés à prendre deux états, dont un état activé dans lequel le flux de gaz de recirculation passe directement de la partie amont à la partie aval, et un état désactivé dans lequel le flux de gaz de recirculation passe par les moyens de refroidissement. Selon l'invention, le procédé comporte les étapes de détection d'au moins une valeur caractéristique du niveau de sollicitation du moteur à combustion interne, de comparaison de ladite valeur caractéristique avec une valeur seuil, et d'activation ou de désactivation des moyens de court-circuitage selon le résultat de la comparaison.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REGULATION D'UN FLUX DE GAZ DE RECIRCULATION CIRCULANT DANS UNE LIGNE DE RECIRCULATION D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE
DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale la régulation du flux de gaz de recirculation brûlés dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne et destinés à être réinjectés dans cette même chambre de combustion.
Elle concerne plus particulièrement un procédé de régulation d'un flux de gaz de recirculation circulant dans une ligne de recirculation d'un moteur à combustion interne, la ligne de recirculation comprenant, entre une partie amont et une partie aval, des moyens de refroidissement du flux de gaz de recirculation et des moyens de court-circuitage de ces moyens de refroidissement adaptés à prendre deux états, dont un état activé dans lequel le flux de gaz de recirculation passe directement de la partie amont à la partie aval de la ligne de recirculation sans passer par les moyens de refroidissement, et un état désactivé dans lequel le flux de gaz de recirculation passe par les moyens de refroidissement.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans son application aux moteurs à combustion interne suralimentés. Elle concerne également un dispositif de régulation d'un flux de gaz de recirculation comportant une ligne de recirculation d'un moteur à combustion interne comprenant une partie amont destinée à être raccordée à une ligne d'échappement du moteur, une partie aval destinée à être raccordée à une ligne d'admission du moteur, et, entre ladite partie amont et ladite partie aval, des moyens de refroidissement du flux de gaz de recirculation et des moyens de court- circuitage de ces moyens de refroidissement adaptés à prendre deux états, dont un état activé dans lequel le flux de gaz de recirculation passe directement de la partie amont à la partie aval de la ligne de recirculation sans passer par les moyens de refroidissement, et un état désactivé dans lequel le flux de gaz de recirculation passe par les moyens de refroidissement.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Les moteurs à combustion interne du type précité utilisent comme gaz d'admission un mélange d'air frais et de gaz brûlés. Ces gaz brûlés sont communément appelés gaz de recirculation (gaz EGR). Ils sont prélevés par la ligne de recirculation dans la ligne d'échappement, directement en aval du collecteur d'échappement du moteur à combustion interne, et sont introduits dans une ligne d'admission d'air frais, directement en amont du répartiteur d'air du moteur à combustion interne. Dans les moteurs déjà connus, il est prévu sur cette ligne de recirculation des moyens de refroidissement constitués d'un refroidisseur d'air et, à proximité de ce refroidisseur d'air, une vanne qui régule le débit de gaz brûlés circulant dans la ligne de recirculation. Cette soupape permet d'obtenir un mélange adéquat d'air frais et de gaz de recirculation en entrée de la chambre de combustion dans le dessein d'abaisser le volume de particules polluantes rejetées par le moteur sans pour autant diminuer trop sensiblement ses performances.
Cette vanne peut être disposée soit en entrée de la ligne de recirculation, à proximité de l'entrée du refroidisseur d'air, soit en sortie de la ligne de recirculation, à proximité de la sortie du répartiteur d'air (le refroidisseur d'air n'occupant alors pas la même place le long de la ligne d'échappement).
Le document US 6 971 377 expose par exemple un tel dispositif de régulation. Ce dispositif de régulation comprend au surplus, entre l'entrée et la sortie du refroidisseur d'air, un conduit de dérivation pourvu d'une seconde vanne permettant, lorsque la température des gaz de recirculation passe en dessous d'une valeur seuil, de court-circuiter le refroidisseur d'air. Ce court-circuit n'est pas piloté en fonction du niveau de sollicitation du moteur mais seulement en fonction de la température des gaz de recirculation afin d'éviter que de la condensation ne se forme dans la ligne de recirculation et en entrée de la chambre de combustion du moteur à combustion interne, ce qui serait préjudiciable aux performances du moteur. En particulier, la vanne qui régule le débit de gaz brûlés circulant dans la ligne de recirculation est pilotée indépendamment de cette seconde vanne.
Cependant, avec ou sans ce dispositif, on constate toujours que, lorsque le moteur est fortement sollicité et que la vanne est fermée, les performances du moteur ne sont pas optimales. Plus précisément, la demanderesse a mis en évidence, dans le cadre de ses travaux de recherche, que la pression des gaz en entrée de la chambre de combustion est plus basse lorsque la soupape est disposée en entrée de la ligne de recirculation qu'en sortie. En outre, elle a également mis en évidence que la soupape s'encrasse plus rapidement et que le rendement du turbocompresseur du moteur à combustion interne est inférieur lorsque la soupape est disposée en sortie de la ligne de recirculation plutôt qu'en entrée.
OBJET DE L'INVENTION
Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose un procédé et un dispositif de régulation qui sont adaptés à accroître, au besoin, les performances du moteur à combustion interne quel que soit l'emplacement de la vanne dans la ligne de recirculation.
Plus particulièrement, on propose selon l'invention un procédé de régulation tel que défini dans l'introduction, comportant les étapes : - de détection d'au moins une valeur caractéristique du niveau de sollicitation du moteur à combustion interne,
- de comparaison de ladite au moins une valeur caractéristique avec une valeur seuil,
- d'activation ou de désactivation des moyens de court-circuitage selon le résultat de la comparaison.
On propose également un dispositif de régulation tel que défini dans l'introduction, dans lequel il est prévu des moyens de détection d'au moins une valeur caractéristique du niveau de sollicitation du moteur à combustion interne, des moyens de mémorisation d'au moins une valeur seuil associée à ladite au moins une valeur caractéristique, des moyens de comparaison de ladite au moins une valeur caractéristique avec la valeur seuil qui lui est associée, et des moyens de pilotage des moyens de court-circuitage pour activer ou désactiver les moyens de court-circuitage selon le résultat de comparaison fourni par les moyens de comparaison. Lorsque la vanne est placée en sortie de la ligne de recirculation, le flux de gaz de recirculation commence par être refroidi par le refroidisseur d'air, puis passe au travers de la vanne avant d'être injecté dans la ligne d'admission. Avec une telle architecture, les particules portées par le flux de gaz de recirculation se solidifient dans le refroidisseur si bien qu'elles encrassent rapidement la vanne. En outre, on comprend que lorsque la vanne est ainsi placée, la ligne de recirculation définit un volume d'air important entre son entrée et l'entrée du refroidisseur d'air. Lorsque la vanne est fermée, ce volume d'air constitue un volume mort qui crée des perturbations sur le flux de gaz brûlés circulant dans la ligne d'échappement. Ces perturbations modifient en effet l'écoulement des gaz dans la ligne d'échappement, et en particulier désorganisent les ondes de pressions qui circulent dans cette ligne. Par conséquent, ce volume mort perturbe le flux de gaz brûlé circulant dans la ligne d'échappement. Ces perturbations engendrent des pertes de charge qui induisent une baisse du rendement de la turbine du turbo compresseur, ce qui diminue les performances du moteur à combustion interne.
Inversement, lorsque la vanne est placée en entrée de la ligne de recirculation, on comprend que cette dernière définit un volume d'air important entre sa sortie et la sortie du refroidisseur d'air. Lorsque la vanne est fermée, ce volume d'air forme un volume mort qui crée des perturbations sur le flux de gaz frais circulant dans la ligne d'admission. Ces perturbations modifient en effet l'écoulement des gaz dans la ligne d'admission, et en particulier désorganisent les ondes de pressions qui, si elles étaient correctement organisées, favoriseraient la mise en pression de l'air frais en entrée de la chambre de combustion du moteur. Ce volume mort limite donc l'utilisation de ce phénomène d'ondes de pressions pour accroître le remplissage en air frais de la chambre de combustion ; il réduit en conséquence les performances du moteur à combustion interne.
Ainsi, grâce à l'invention, lorsque le moteur à combustion interne est fortement sollicité, on ferme la vanne afin qu'elle bloque la circulation des gaz dans la ligne de recirculation et on active les moyens de court-circuitage de manière à diminuer l'importance du volume mort, l'air compris dans le refroidisseur d'air ne participant plus à ce volume mort. Les perturbations engendrées par le volume mort diminuent alors d'intensité ce qui permet aux ondes de pression circulant dans la ligne d'admission ou dans la ligne d'échappement (selon l'emplacement de la vanne) d'être peu perturbées de sorte que les performances du moteur sont peu modifiées par la présence de cette ligne de recirculation.
D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé de régulation selon l'invention sont les suivantes :
- on active les moyens de court-circuitage lorsque la valeur caractéristique détectée caractérise un niveau de sollicitation du moteur supérieur à celui correspondant à la valeur seuil, et on désactive les moyens de court-circuitage lorsque la valeur caractéristique détectée caractérise un niveau de sollicitation du moteur inférieur à celui correspondant à la valeur seuil ;
- la ligne de recirculation comportant une vanne, on ferme la vanne lorsque la valeur caractéristique détectée caractérise un niveau de sollicitation du moteur supérieur à celui correspondant à la valeur seuil, et on ouvre la vanne lorsque la valeur caractéristique détectée caractérise un niveau de sollicitation du moteur inférieur à celui correspondant à la valeur seuil ;
- ladite au moins une valeur caractéristique comprend le couple requis et/ou le régime du moteur à combustion interne ; et
- on détecte à la fois le couple requis et le régime du moteur à combustion interne, on compare le couple requis avec la valeur seuil qui lui est associée et le régime du moteur à combustion interne avec la valeur seuil qui lui est associée, et on active ou désactive les moyens de court-circuitage selon le résultat des deux comparaisons.
D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du dispositif de régulation selon l'invention sont les suivantes :
- les moyens de refroidissement comprennent une entrée et une sortie débouchant chacune respectivement dans les parties amont et aval de la ligne de recirculation, et les moyens de court-circuitage comprennent un volet mobile entre deux positions stables, dont une position correspondant à l'état activé des moyens de court-circuitage dans laquelle le volet obture l'entrée et la sortie des moyens de refroidissement et raccorde les parties amont et aval de la ligne de recirculation, et une position correspondant à l'état désactivé des moyens de court-circuitage dans laquelle le volet sépare les parties amont et aval de la ligne de recirculation et ouvre les entrée et sortie des moyens de refroidissement ;
- le volet est monté à pivotement et est piloté par les moyens de pilotage entre deux positions angulaires stables ; - la ligne de recirculation comporte une vanne disposée en entrée de la partie amont de la conduite de recirculation, à proximité de l'entrée des moyens de refroidissement ;
- la ligne de recirculation comporte une vanne disposée en sortie de la partie aval de la conduite de recirculation, à proximité de la sortie des moyens de refroidissement ; et
- les moyens de détection, de mémorisation et de comparaison sont intégrés dans un dispositif électronique et/ou informatique de contrôle du moteur à combustion interne. DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN EXEMPLE DE RÉALISATION
La description qui va suivre en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
- la figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'un premier mode de réalisation d'un moteur à combustion interne comprenant un dispositif de régulation selon l'invention ; - les figures 2 et 3 sont des schémas de fonctionnement du dispositif de régulation de la figure 1 ; et
- la figure 4 est une vue schématique d'ensemble d'un second mode de réalisation du moteur à combustion interne de la figure 1.
En préliminaire, on notera que, d'une figure à l'autre, les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation de l'invention seront, dans la mesure du possible, référencés par les mêmes signes de référence et ne seront pas décrits à chaque fois.
Dans la description, les termes « amont » et « aval » seront utilisés suivant le sens de l'écoulement de l'air, depuis le point de prélèvement de l'air frais dans l'atmosphère jusqu'à sa sortie par un pot de détente 40.
Sur les figures 1 et 3, on a représenté schématiquement un moteur à combustion interne 10 qui comprend une chambre de combustion 1 1 , ici à quatre cylindres 1 1 A.
En sortie de la chambre de combustion 1 1 , le moteur à combustion interne 10 comporte un collecteur d'échappement 13 qui débouche dans une ligne d'échappement 20 de gaz brûlés s'étendant jusqu'au pot de détente 40.
En outre, le moteur à combustion interne 10 comporte sur cette ligne d'échappement 20 une turbine 31 d'un turbocompresseur 30 entraînant en rotation un compresseur 32. En amont de la chambre de combustion 1 1 , le moteur à combustion interne 10 comporte une ligne d'admission 23 qui comporte successivement un filtre à air 60 qui filtre l'air frais prélevé dans l'atmosphère, le compresseur 32 qui compresse l'air frais filtré par le filtre à air 60, et enfin un refroidisseur d'air principal 43 qui refroidit l'air frais comprimé par le compresseur 32. Cet air frais débouche alors dans un répartiteur d'air 12 qui amène l'air frais dans chacun des cylindres 11 A de la chambre de combustion 1 1.
Le moteur à combustion interne 10 comporte par ailleurs une ligne de recirculation 50 qui est piquée sur la ligne d'échappement 20, entre le collecteur d'échappement 13 et la turbine 31 , et qui débouche dans la ligne d'admission 23, entre le refroidisseur d'air principal 43 et le répartiteur d'air 12. Cette ligne de recirculation 50 permet d'injecter dans la ligne d'admission 23 une partie des gaz brûlés issus de la combustion, appelés gaz de recirculation, pour réaliser un mélange d'admission comprenant de l'air frais et des gaz brûlés. Elle permet donc de diminuer le volume de particules polluantes émises par le moteur.
La ligne de recirculation 50 comporte une partie amont 58 raccordée à la ligne d'échappement 20, une partie aval 59 raccordée à la ligne d'admission 23, et, entre la partie amont 58 et la partie aval 59, une vanne 51 juxtaposée, d'une part, à des moyens de refroidissement 70 du flux de gaz de recirculation, et, d'autre part, à des moyens de court-circuitage 80 de ces moyens de refroidissement 70.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 1 , la ligne de recirculation 50 comporte une partie amont 58 de très faible longueur qui débouche dans la vanne 51 et une partie aval 59 de longueur plus importante permettant de relier les moyens de refroidissement 70 et de court- circuitage 80 à la ligne d'admission 23.
Plus précisément, comme le montrent les figures 2A et 2B, la vanne 51 comporte une entrée qui est raccordée à la partie amont 58 de la ligne de recirculation 50 et dans laquelle est disposé un siège de soupape 55, et une sortie débouchant dans un volume 57 qui est délimité par un carter fixé à la vanne 51 et qui est raccordé à la partie aval 59 de la ligne de recirculation 50.
La vanne 51 comprend une soupape 52 pourvue d'un corps cylindrique 54 et d'une tête 53 adaptée à coopérer avec le siège de soupape 55. Elle est destinée à réguler le débit du flux de gaz de recirculation circulant dans la ligne de recirculation 50. La soupape 52 est ici commandée en position par une bobine électromagnétique 56 fixée dans le bâti de la vanne 51 autour du corps cylindrique 54 de la soupape 52. Par conséquent, lorsqu'un courant électrique traverse la bobine électromagnétique 56, cette bobine exerce une force électromagnétique sur la soupape 52 qui plaque cette dernière sur son siège et obstrue la ligne de recirculation 50. En revanche, lorsqu'aucun courant électrique ne traverse la bobine électromagnétique 56, les forces de pressions s'exerçant sur la soupape 52 soulèvent cette dernière de son siège, laissant ainsi passer les gaz de recirculation dans la ligne de recirculation 50. Les moyens de refroidissement comprennent quant à eux un refroidisseur d'air 70 à eau qui comporte intérieurement un canal de refroidissement dont l'entrée 71 et la sortie 72 débouchent dans le volume 57, à proximité l'une de l'autre. L'entrée 71 est plus précisément située du côté de la partie amont 58 de la ligne de recirculation 50 et la sortie 72 du côté de la partie aval 59 de la ligne de recirculation 50.
Les moyens de court-circuitage sont ici constitués d'un volet 80 monté sur un arbre 81 solidaire en rotation d'un moteur électrique (non représenté) et pouvant pivoter entre deux positions angulaires stables. Ces deux positions angulaires correspondent à deux états distincts des moyens de court-circuitage, un état activé et un état désactivé.
Le volet 80 présente une forme rectangulaire. Ses deux bords latéraux peuvent glisser contre les parois du carter définissant le volume 57. Ses deux bords d'extrémité peuvent quant à eux chacun prendre appui, selon la position angulaire du volet 80, sur l'une ou l'autre de deux zones distinctes du carter définissant le volume 57.
Ainsi, comme le montre la figure 2B, lorsque les moyens de court- circuitage 80 sont en état activé, les bords d'extrémité du volet 80 prennent appui sur des premières zones du carter de manière à séparer hermétiquement le volume 57 en deux sous-volumes. Un premier sous-volume dans lequel débouchent les entrée 71 et sortie 72 du refroidisseur d'air 70, et un second sous- volume dans lequel débouchent la sortie de la vanne 51 et l'entrée de la partie aval 59 de la ligne de recirculation 50. Par conséquent, en état activé, les moyens de court-circuitage obturent l'entrée 71 et la sortie 72 des moyens de refroidissement 70 et raccordent les parties amont 58 et aval 59 de la ligne de recirculation 50.
En revanche, comme le montre la figure 2A, lorsque les moyens de court-circuitage 80 sont en état désactivé, les bords d'extrémité du volet 80 prennent appui sur d'autres zones du carter de manière à séparer hermétiquement le volume 57 en deux autres sous-volumes. Un premier sous- volume dans lequel débouchent l'entrée 71 du refroidisseur d'air 70 et la sortie de la vanne 51 , et un second sous-volume dans lequel débouchent la sortie 72 du refroidisseur d'air 70 et l'entrée de la partie aval 59 de la ligne de recirculation 50. Par conséquent, en état désactivé, les moyens de court-circuitage séparent les parties amont 58 et aval 59 de la ligne de recirculation 50 et ouvrent les entrée 71 et sortie 72 des moyens de refroidissement 70. Le flux de gaz de recirculation circulant dans la ligne de recirculation 50 est ainsi d'abord refroidi dans le refroidisseur d'air 70 avant d'être injecté dans la ligne d'admission 23.
La bobine électromagnétique 56 de la vanne 51 et le moteur électrique d'actionnement du volet 80 sont tous deux alimentés en courant par une batterie et pilotés par des moyens de pilotage intégrés à un dispositif électronique et/ou informatique de contrôle du moteur à combustion interne.
Ce dispositif électronique et/ou informatique comporte également des moyens de détection de valeurs caractéristiques du niveau de sollicitation du moteur à combustion interne 10, à savoir ici des moyens de détection du régime du moteur et des moyens de détection du couple requis. Pour ce faire, les moyens de détection du couple requis peuvent par exemple détecter la position d'une pédale d'accélération reliée au moteur.
Le dispositif électronique et/ou informatique comporte en outre des moyens de mémorisation d'une valeur seuil associée au couple requis et d'une valeur seuil associée au régime moteur. Ces valeurs seuils sont fixes et sont déterminées lors des phases de développement du moteur.
Le dispositif électronique et/ou informatique comporte enfin des moyens de comparaison du couple requis détecté avec la valeur seuil qui lui est associée et du régime moteur détecté avec la valeur seuil qui lui est associée.
Pour la mise en œuvre de l'invention, le procédé de régulation du flux de gaz de recirculation comporte trois étapes successives.
Lors d'une première étape de détection, le dispositif électronique et/ou informatique détecte le couple requis et le régime du moteur à combustion interne 10.
Au cours d'une deuxième étape dite de comparaison, il compare chacune de ces valeurs détectées avec la valeur seuil qui lui est associée et qui est en mémoire dans les moyens de mémorisation. A l'issue de cette deuxième étape, il commande à l'aide de ses moyens de pilotage l'activation ou la désactivation des moyens de court-circuitage 80 en fonction du résultat de la comparaison fourni par les moyens de comparaison.
Plus précisément, il active les moyens de court-circuitage 80 si le couple requis et le régime du moteur sont tous deux supérieurs à leur valeur seuil, ce qui caractérise un haut niveau de sollicitation du moteur à combustion interne 10.
Dans ce cas, le dispositif électronique et/ou informatique commande alors en outre la fermeture de la soupape 52 de la vanne 51.
Sinon, si au moins l'une ou l'autre de ces valeurs caractéristiques est inférieure à sa valeur seuil, le dispositif électronique et/ou informatique désactive les moyens de court-circuitage 80 et ouvre la soupape 52.
Ainsi, lorsque le moteur à combustion interne est fortement sollicité, la ligne de recirculation 50 est totalement obstruée de sorte que le moteur ne brûle qu'uniquement de l'air frais dans sa chambre de combustion 11. Il est par conséquent adapté à délivrer un couple important. En outre, grâce à l'invention, le volume mort dans lequel stagnent des gaz de recirculation comporte une longueur relativement faible dans la mesure où le refroidisseur d'air 70 est court-circuité. Le flux d'air frais passant dans la ligne d'admission 23 est donc peu perturbé par la présence de ce volume mort, si bien que les performances du moteur sont optimales.
En variante, le dispositif électronique et/ou informatique pourrait être adapté à activer ou désactiver les moyens de court-circuitage 80 qu'uniquement en fonction de l'une ou l'autre des valeurs caractéristiques que sont le couple requis et le régime du moteur à combustion interne 10. Tout autre valeur caractéristique du niveau de sollicitation du moteur pourrait également convenir.
Selon un second mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 3, la ligne de recirculation 50 comporte une partie amont 58 de longueur importante et une partie aval 59 de faible longueur.
Dans ce mode de réalisation, la vanne 51 est disposée en aval des moyens de refroidissement 70 et de court-circuitage 80 de sorte que le volume 57 est raccordé, d'un côté, à la sortie de la partie amont 58 de la ligne de recirculation 50, et de l'autre, à l'entrée de la vanne 51.
La mise en œuvre de l'invention reste cependant identique. Ainsi, lorsque le moteur à combustion interne 10 est fortement sollicité, les moyens de court-circuitage 80 sont activés. Par conséquent, le flux de gaz brûlés passant dans la ligne d'échappement 20 est peu perturbé par le volume mort constitué par l'air compris dans la partie amont 58 de la ligne de recirculation 50, si bien que la turbine 31 du turbo compresseur est entraînée en rotation à une vitesse optimale.
La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de régulation d'un flux de gaz de recirculatioπ circulant dans une ligne de recirculation (50) d'un moteur à combustion interne (10), la ligne de recirculation (50) comprenant, entre une partie amont (58) et une partie aval (59), d'une part, des moyens de refroidissement (70) du flux de gaz de recirculation pourvus d'une entrée (71) raccordée à ladite partie amont (58) et d'une sortie (72) raccordée à ladite partie aval (59), et, d'autre part, des moyens de court-circuitage (80) de ces moyens de refroidissement ( 70) adaptés à prendre deux états, dont un état activé dans lequel ie flux de gaz de recirculation passe directement de Ea partie amont (58) à la partie aval (59) de la ligne de recirculation sans passer par les moyens de refroidissement (70), et un état désactivé dans lequel le flux de gaz de recirculation passe par les moyens de refroidissement (70), caractérisé en ce que le procédé comporte Ses étapes :
- de détection d'au moins une valeur caractéristique du niveau de sollicitation du moteur à combustion interne (10),
- de comparaison de ladite au moins une valeur caractéristique avec une valeur seuil,
- d'activation ou de désactivation des moyens de court-circuitage (80) selon îe résultat de la comparaison de sorte que, en état activé, les entrée (71) et sortie (72) des moyens de refroidissement (70) sont obturés.
2. Procédé de régulation selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'on active les moyens de court-circuitage (80) lorsque la valeur caractéristique détectée caractérise un niveau de sollicitation du moteur à combustion interne (10) supérieur à celui correspondant à ta valeur seuil, et on désactive les moyens de court-circuitage (80) lorsque la valeur caractéristique détectée caractérise un niveau de sollicitation du moteur à combustion interne (10) inférieur à celui correspondant à la valeur seuil,
3. Procédé de régulation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, ia ligne de recirculation (50) comportant une vanne (51), on ferme la vanne (51) lorsque la valeur caractéristique détectée caractérise un niveau de sollicitation du moteur à combustion interne (10) supérieur à celui correspondant à la valeur seuil, et on ouvre la vanne (51) lorsque la valeur caractéristique détectée caractérise un niveau de sollicitation du moteur à combustion interne (10) inférieur à celui correspondant à la valeur seuil.
4. Procédé de régulation selon Tune des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une valeur caractéristique comprend le couple requis et/ou le régime du moteur à combustion interne (10).
5. Procédé de régulation selon ta revendication précédente, caractérisé en ce qu'on détecte à la fois le couple requis et le régime du moteur à combustion interne (10), on compare Ie couple requis avec la valeur seuil qui lui est associée et le régime du moteur à combustion interne (10) avec la valeur seuil qui lui est associée, et on active ou désactive ies moyens de court-circuitage (80) selon le résultat des deux comparaisons.
6. Dispositif de régulation d'un flux de gaz de recircuiation comportant une ligne de recirculation (50) d'un moteur à combustion interne (10) comprenant une partie amont (58) destinée à être raccordée à une ligne d'échappement (20) du moteur à combustion interne (10), une partie aval (59) destinée à être raccordée à une ligne d'admission (23) du moteur à combustion interne (10), et, entre ladite partie amont (58) et ladite partie aval (59), d'une part, des moyens de refroidissement (70) du flux de gaz de recirculation pourvus d'une entrée (71) raccordée à ladite partie amont (58) et d'une sortie (72) raccordée à ladite partie aval (59), et, d'autre part, des moyens de court-circuitage (80) de ces moyens de refroidissement (70) adaptés à prendre deux états, dont un état activé dans îequel le fiux de gaz de recirculation passe directement de Ia partie amont (58) à la partie aval (59) de la ligne de recirculation (50) sans passer par les moyens de refroidissement (70), et un état désactivé dans lequel le Hux de gaz de recircuiation passe par tes moyens de refroidissement (70), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection d'au moins une valeur caractéristique du niveau de sollicitation du moteur à combustion interne (10), des moyens de mémorisation d'au moins une valeur seuil associée â ladite au moins une valeur caractéristique, des moyens de comparaison de ladite au moins une valeur caractéristique avec la valeur seuil qui lui est associée, et des moyens de pilotage des moyens de court-circuitage (80) pour activer ou désactiver les moyens de cαurt-circuitage (80) selon Ie résultat de comparaison fourni par les moyens de comparaison de sorte que, en état activé, les entrée (71) et sortie (72) des moyens de refroidissement (70) sont obturés.
7. Dispositif de régulation selon la revendication précédente, caractérisé en que les moyens de court-circuitage comprennent un volet (80) mobile entre deux positions stables, dont une position correspondant à l'état activé des moyens de court-circuitage dans laquelle le volet (80) obture l'entrée (71) et la sortie (72) des moyens de refroidissement (70) et raccorde les parties amont (58) et aval (59) de la ligne de recirculation (50), et une position correspondant à l'état désactivé des moyens de court-circuitage dans laquelle le volet (80) sépare les parties amont (58) et aval (59) de la ligne de recirculation (50) et ouvre les entrée (71) et sortie (72) des moyens de refroidissement (70).
8. Dispositif de régulation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le volet (80) est monté à pivotement et est piloté par les moyens de pilotage entre deux positions angulaires stables.
9. Dispositif de régulation selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que la ligne de recirculation (50) comporte une vanne (51) disposée en entrée de la partie amont (58) de la conduite de recirculation (50), à proximité de l'entrée (71) des moyens de refroidissement (70).
10. Dispositif de régulation selon i'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la ligne de recirculation (50) comporte une vanne (51) disposée en sortie de la partie aval (59) de la conduite de recirculation (50), à proximité de la sortie (72) des moyens de refroidissement (70).
11. Dispositif de régulation selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que les moyens de détection, de mémorisation et de comparaison sont intégrés dans un dispositif électronique et/ou informatique de contrôle du moteur à combustion interne (10).
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