System for controlling the combustion of an IC engine having Exhaust gas recirculation (EGR)

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System for controlling the combustion of an IC engine having Exhaust gas

recirculation (EGR)

Publicationnumber:

Publication date:

Inventor:

Applicant:

Classification:

-international:

-European:

Applicationnumber:

Prioritynumber(s):

FR2814199

2002-03-22

IDOGAWA MASANAO

TOYOTA MOTOR CO LTD

(JP)

F02P5/15;F02B17/00; F02B23/10; F02D21/08;

F02D37/02; F02D41/00; F02D41/02; F02D41/30;

F02D43/00; F02M25/07; F02B75/12;F02F3/26;

F02P5/15; F02B17/00; F02B23/10; F02D21/00;

F02D37/00; F02D41/00; F02D41/02; F02D41/30;

F02D43/00; F02M25/07; F02B75/00; F02F3/26; (IPC1- 7): F02D43/00; F02B17/00; F02D21/08;

F02M25/07

F02B17/00D; F02B23/10S; F02D21/08B; F02D37/02;

F02D41/00F6;

F02D41/30C4B FR20010011926 20010914 JP20000281697 20000918

Alsopublishedas:

1| JP2002089342

(>

"H DEI 0145974

(A1

Report a di^ta error he

Abstractof

FR2814199

The

control unit includesan arrangementfor modifying tine lag time periodcorresponding to the functioning stateofthe Electronic Control unit (16) forfixing the quantity ofcontrol

correspondingto thetorque reduction control during the period of switching between thetwo combustion states.

The

controlunit isforan 10 engine (10) having anexhaust gas recirculating unit

EGR

(14) between the exhaust(13) and an

inlet (12), regulatingthe switching between a

stratifiedcharge

mode

and an^uniform

combustion

mode

by regulatingthedegreeof openingofthe

EGR

valve _(20), insuch a

manner

asto controlthetorque reduction of the IC engine.

12ft

^0=

:|

1^ ?

Data suppliedfromthe

esp@cenef

database^-Woridwide

http://v3.espacenet.com/textdoc?DB=EPODOC&IDX=FR2814199«&F=0

1/25/2008

@ REPUBLIQUE FRANQAISE INSTITUT NATIONAL

DE LA PROPRIETE INDUSTRIELLE

PARIS

@

^{N° de}publication :

(a^n'utiliserquepourles

commandesdereproduction) (21)N°d'enregistrementnational

2 814 199

01 11926

(51)Int

Cr

^{: F}02D43/00, F02D21/08, F02

M

25/07, F 02B17/

00

® ^{DEMANDE DE BREVET} D'INVENTION A1

Datededepot: 14.09.01

@)

^{Priorlte: 18.09.00JP00281697.}

Datedemise aladispositiondupublicde^la demande^:22.03.02Bulletin02/12.

Listedes documentscitesdans^lerapportde recherchepreliminaire: Cedernier n'apasete etablialadatedepublicationdelademande.

References ad'autresdocumentsnationaux apparentes

(3)Demandeur(s) KAISHA

—

JP.

TOYOTAJIDOSHAKABUSHIKI

@

Inventeur(s):

IDOGAWA MASAN

AO.

@)Titulaire(s):

@

Mandataire(s): CABINETHIRSCH.

00 CM

PROCEDE

ET DISPOSITIFDE

CONTROLE

D'UN

MOTEUR A COMBUSTION

INTERNE.

_

^{Ledispositifdecontroledemoteur}a combustioninter-

nepour un moteur(10) qui comporte un passage derecir- culation des gaz d'echappement

EGR

(14) entre un echappement(13) atunaadmission(12), regule lacommu-

tationentreunmodedacombustionachargestratifieaatun modedecombustion uniforme enregulantledegred'ouver- ture d'une valve de recirculation

EGR

(20), de maniere a controlerlareductionde couple du moteur a combustion in- terne(10).

Ledispositifdecontrolecomportedesmoyensde modi- ficationpourmodifierlaperiodedetempsde retardencor- respondance avec un etat de fonctionnement et des moyens de fixation (16) pour fixer la quantite da controle concernantlecontroledereduction decouple.

Application adesvehicules automobiles comportant un moteur a combustion internea allumage paretincelles eta injection directa.

2814199

1

5

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE D^UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE

10

La

presente invention se rapporte a

un

precede et a

un

dispositifde controle d'un moteur a combustion interne dans lesquels la quantite de gaz de recirculation

EGR

^{(initiales de} exhaust gas recirculation, c'est-a-dire recirculation de gaz d'echappement) estreglee encontrolant le degre d'ouvertured'unevalvede recircu- 15 lation

EGR

et le

mode

de combustion est

commute

entre la combustion a charge

stratifieeetlacombustionuniforme.

On

^connalt de fa9on classique des moteurs acombustion internequi fonction- nenten

commutant

le

mode

decombustionentre lacombustion a chargestratifiee et la combustion uniforme et qui sontpar exemple du type des moteurs a combustion 20 interneaallumageparetincelles etparinjectiondirecteousimilaires.

Lorsqu'un tel moteur a combustion fonctionne selon le

mode

de combustion a charge stratifiee, la combustion est realisee en injectant du carburant au cours de la

demiere periode de la course de compression du moteur a combustion interne, de fa9on aformerun melange decombustiblesrichesencombustibleuniquement autour 25 d'une bougie d'allumage dans une

chambre

de combustion. Pendant le

mode

^de

combustion uniforme, la combustion est realisee en injectant

du

carburant au cours de lacoursed'admission du moteura combustion, de fafon a former une couche de melange uniforme a I'interieur de latotalite de la

chambre

de combustion. Fonda- mentalement, pendant le

mode

de combustion a charge stratifiee, la puissance de 30 sortie

du

moteur est reglee en controlant la quantite de ^{carburant injectee.} Les quantites de controle concemant le systeme d'injection, le systeme d'allumage et similaires, telles que la quantite de carburant injecte, le calage de Tallumage, ^etc., sont fixees en correspondance avec laquantited'actionnement d'un accelerateur.

Au

contraire,pendantle

mode

de combustionuniforme,lapuissance desortiedu moteur

35 est reglee pour I'essentiel en controlant le degre d'ouverture d'un papillon des gaz.

Les quantites de controle mentionnees

precedemment

et concemant le systeme

d'injection, le systeme d*allumage et similaires, sont fixees en correspondance avec

laquantited'airfoumieala

chambre

decombustion(quantited'aird'admission),

\\HIRSCH4\VOLl\DACTYLO\l870CM8779TTS.doc-14septembre 2001-1/21

Dans

les moteurs a combustion interne dans lesquels le

mode

de combustion

estconmiute

comme

decrit ci-dessus, laquantitedegaz

EGR

remise en circulationa partir

du

systeme d'echappement vers le systeme d'admission est reglee par rintermediaire

du

controled'une valvederecirculation

EGR

prevue dans

un

passage

5 derecirculation

EGR

qui relie lesysteme d'echappementet le systeme d'admission.

Une

quantite importante degazderecirculation

EGR

^estremiseencirculation vers le

systeme d'admission pendant le

mode

de combustion a charge stratifiee, afin d'ameliorer(de diminuer) remissionde

NOx,

dereduire lebruitde combustion, etc.

Cependant, si les gaz de recirculation

EGR

^{introduits pendant le}

mode

de 10 combustion a charge stratifiee restent en quantite importante dans le systeme d'echappement ou la chambre de combustionpendant ou apres la commutation du

mode

de combustiona charge^stratifie au

mode

de combustionuniforme, lacombus-

tion pent devenir instable et des ratees a Tallumage peuvent se produire, ce qui degradelatenuederoute

du

vehicule.

15

Dans

ce type de moteur a combustion interne, en consequence, en cas de

demande

de commutation

du mode

de combustion a charge stratifiee au

mode

de combustion imiforme, le degre d'ouverture de la valve de recirculation

EGR

est modifie jusqu'au degre

demande

d'ouverture, de fagon a reduire suffisamment la quantite de gaz de recirculation remise en circulation vers le systeme d'admission, 20

comme

decrit dans, par exemple, la

demande

de brevetjaponais mise a I'inspection publiqueJP-A-11-287143.Apres qu'uneperiode detemps deretardpredeterminee se soit ecoulee apres lamodification du degre d'ouverture de lavalve derecirculation

EGR,

le

mode

de controle du systeme d'allumage ou du systeme d'injection est

commute

vers

un mode

de controle con9u pour la combustion uniforme.

En

conse- 25 quence, le

mode

decombustionest

commute

apres que lesgazderecirculation

EGR

restantdans le systemed'admission

ou

la

chambre

decombustion aient etecomple- tementdecharges.

On

^{pent ainsi}sensiblementempecherladegradationdelatenuede

route.

En

outre, aTinstantde lacommutation

du mode

de combustion a chargestrati- 30 fieeau

mode

de combustionuniforme, dans ce typedemoteuracombustioninterne, la quantite de controle concemant le systeme d'admission (degre d'ouverture du papillondes gaz) estegalement modifiee d'une valeur

demandee

pourlacombustion a charge stratifiee aune valeur

demandee

pour lacombustion uniforme. Le controle estcongude tellefa9onque lavaleur

demandee

dudegre d'ouverturedupapillon des 35 gaz soit fixee aune valeur plusproche ducote ferme durant le

mode

de combustion uniforme que durant le

mode

de combustion a charge stratifiee, a condition que la quantitede fonctionnementdeI'accelerateurreste la

meme. En

consequence,lorsque le

mode

de combustion est

commute

de la combustion a charge stratifiee a la

V\HIRSCH4\VOLl\DACTYLOM8700\18779TTS.doc- Useptembre2001-2/21

2814199

3

combustion uniforme, lavaleur

demandee du

degre d'ouverture

du

papillon des gaz estmodifieeversunevaleur

du

c6t6 ferm6.

Cependant, dans le systeme d'admission, ^il existe

un

retard de reponse tel

qu'un retard dans lafermeture

du

papillon des gaz,

un

retard de Fair (la duree de deplacement de I'air du papillon des gaz a la chambre de combustion), ^etc.

En

consequence, immediatement apres la quantite de controle

concemant

le systeme d'admission aetcmodifiee delavaleur

demandee

pourlacombustion achargestrati- fieealavaleur

demandee

pourlacombustionuniforme, laquantite d'aird'admission resteencoresuperieure alaquantitereellementdemandee, du ^faitdudelaidereponse dans le systeme d'admission.

En

consequence, il existe un risque que lorsque le

mode

de controledu systemed'injection et dusysteme d'allumageest

commute

vers le

mode

de controle fixepour lacombustion uniforme, les quantites de controle

du

systeme d'injection et du systeme d'allumage soient fixees en correspondance avec la quantited'air d'admission(d6bit d'air) alors presente, qui estencore superieure a la quantite demandee, de sorte que le couple du moteur peut temporairement augmenteetqu'unglissementdecouple pargradinspeut seproduire.

Dans

ce type de moteur combustion interne, en consequence, une correction

du

retard

du

calage d'allumage est realisee immediatement ^apres que le

mode

de controle du systeme d'allimiage et du systeme d'admission a ete

commute du mode

de ^controlecongu pourlacombustionuniforme, ^tel quedecrit dans,par exemple, les

demandes

de brevetsjaponais mises a I'inspection publique JP-A-10-68375 et 11- 107815.

La

correction de retard du calage d'allumage arniule la quantite de coule augmentee correspondant au delai de reponse du systeme d'admission, de fa9on a evitersensiblement1'apparition d'unglissementde couple par gradinset areduire la

degradation delatenue deroute.

Cependant, bien que la fixation d'une periode de temps de retard et que la correctionduretard

du

calage d'allumage^{decritci-dessus}puissenteviterI'apparition d'une fluctuation de coupleet ladegradation de latenue deroute se rapportant a la

commutation du

mode

de combustion de la combustion a charge stratifiee a la

combustionuniforme, ilexistedes problemes exposesci-apres etqui nepeuvent etre ignores.

En

fait,si uneperiodede temps deretardestfixee

comme

mentionneci-dessus, le

mode

de combustion a chargestratifiee continue avec une quantite reduite de gaz derecirculation

EGR

^{pendant la periodede temps de retard, de sorte} que remission des

NOx

se degrade etque lebruit de combustion augmente.

En

consequence, il est souhaitablequelaperiode deretardsoitreduite autantque possible. Cependant, si

on

n'assurepasuneperiodedetemps de retardsuffisante, I'apparitiond'unedefaillance d'allumageserainevitable.

En

consequence,il est difficile de supprimerladegrada-

\\HIRSCH4\VOU\DACTVU>\I«700M8779TTS.doc^-Useptembre2001-3/21

tion concemant remission des

NOx

et

T

augmentation

du

bruit de combustion et d'assureren

mSme

tempsunebonnetenuederoute.

On

^{a propose que la periode} de temps de retard soit reduite dans un etat de fonctionnementoillafluctuation decoupledu moteuracombustion ne risquepasde

5 conduire kladegradationdelatenuederoute. Par exemple, pendantune acceleration brutale, la reduction de couple provoquee par une defaillance d'allumage risque

moins

de conduire a ladegradationde latenue deroute lorsquelevehicule n'est pas soumis a une acceleration brutale, car c'est Tacceleration brutale elle-meme qui provoque un choc.

En

consequence, dans

un

tel etat, il estpossible de raccourcir la 10 periode de temps de retard de fa9on a reduire la degradation concemant remission

des

NOx

et

T

augmentationdubruit de combustion,sansdegraderlatenuederoute.

Cependant,

meme

dans Tetat mentionne ci-dessus, il existe une limite supe- rieure de Tamplitude admissible de la fluctuation de couple qui ne degrade pas la

tenuede route, et en consequence, il existe egalementune limitealareduction dela 15 periodedetemps deretard.

De

fa9on correspondante,

un

objetde lapr6sente inventionconsiste a proposer

un

dispositifde controleet

un

procedede controled'un moteur acombustioninterne qui soient capables d'ameliorer encore (de diminuer) remission des

NOx

^{et de}

reduire le bruit de combustion sans degrader la tenue de route a Tinstant de la 20 commutation du

mode

de combustion de la combustion a charge stratifiee a la

combustionuniforme.

A

^{cet effet, Tinvention selon}

^un

^{premier aspect}

^conceme

^{un dispositif de}

controle demoteur acombustion interne, qui est applique a un moteura combustion interne dans lequel la quantite de gaz d'echappement

EGR

mise en recirculation a 25 partir d'un systeme d'echappement ^vers

un

systeme d'admission, est reglee en contr61ant le degre d'ouverture d'une valve de recirculation

EGR

prevue dans

un

passage de recirculation

EGR

du gaz d'echappement ^reliant le systeme d'echappementet lesystemed'admissionet qui, lorsqu'ondoit

commuter

le

mode

de combustion d'un

mode

de combustion a chargestratifiee a

un mode

de combustion 30 uniforme,

commute un mode

de controle d'un systeme d'injection et d'un systeme d'allumage d'un

mode

de controle fixepour le

mode

de combustion acharge strati- fiee a un

mode

^{de controle} fixe pour le

mode

de combustion uniforme apres Tecoulement d'une periode predeterminee de temps de retard apres la commutation du degre d'ouverture de la valve de recirculation

EGR

a un degre

demande

35 d'ouverture fixe pourla commutation du

mode

de combustion acharge stratifiee au

mode

de combustion uniforme, et qui realise

un

controle de reduction de couple consistant a reduirele coupledu moteur acombustion interneimmediatement apres

\\HIRSCH4\VOUVDACTYLOVI8700M8779TTS.dcH:.14s«ptembre200I -4/21

2814199

5

que le

mode

de controle aete

commute,

le dispositifde controle etant caracterise en cequ'ilcompoite

:

- des

moyens

demodificationpourmodifierlaperiode detemps deretard en correspondance aTetatde fonctionnement^; et

5 ^- des

moyens

de fixation pour fixer la quantite de controle concemant ^le controle de reduction de couple en correspondance avec la periode de tempsderetardmodifiee parles

moyens

demodification.

En

correspondance a cette structure, lorsque le

mode

de combustion doit etre

commute

de lacombustion a chargestratifiee a lacombustion uniforme, le

mode

de

10 controle du systeme d'injection et du systeme d'allumage est

commute du mode

de controlefixepourlacombustion acharge stratifiee au

mode

de controle fixepour la

combustionuniforme apres Tecoulementd'une periode de temps de retardpredeter-

minee

suivantlamodification

du

degre d'ouverture delavalve d'ouverture

EGR. En

consequence, le

mode

de contrSle

du

systfeme d'injectionet du systeme d'allumage 15 est

commute

vers le

mode

decontrolepourlacombustion uniformeapres que Teffet des gazderecirculation

EGR

existantsesoit sensiblementreduit.

En

consequence, la chutede coupleprovoqueepar Tapparitiond'une defaillance d'allumage est reduite.

En

^outre, inunediatement apres la commutation

du mode

de controle

du

systeme d'injectionet

du

systemed'allimiage, lecontroledereduction decouplepourreduire 20 le couple du moteur a combustion interne est realise.

En

consequence, I'augmentation du couple provoquee par le retard dans le systeme d'admission est reduite.

En

outre, dans cette structure la periode de temps de retard est modifiee en correspondanceaTetat defonctionnement,et laquantitede controle se rapportantau 25 controledereductiondecoupleest fixeeencorrespondance a laperiodedetemps de retard modifiee.

En

consequence, il devient possible de regler le couple par I'intermediaireducontroledereduction decouple,carletype dereductiondecouple provoque par les defaillances d'allumage est modifie en modifiant la periode de temps de retard.

En

consequence, il devient possible de supprimer plus preferable- 30

ment

la reduction de couple provoquee par

une

defaillance a Tallumage. Ainsi, il

devient possible de permettre une reduction de couple plus importante, tout en evitant la degradation de la tenue de route.

En

consequence, une reduction supple- mentaire de la periode de temps de retard

accompagnee

par la reduction de couple provoquee par lesdefaillances a I'allumage pent etre obtenuesans degradation dela 35 tenue de route.

En

consequence, il devient possible de reduire la degradation de remission des

NOx

^et I'augmentation du bruit de combustion tout en assurant une

bonne

tenuederoute.

\\HlRSCH4WOLI\DACTYLO\18700M8779TTS doc-14 septembre 2001-5A2I

Dans

le dispositif decrit ci-dessus, le controle de reduction de couple peut reduire le couple par une correction de retard

du

calage d'allumage du moteur a combustioninterne, et les

moyens

de fixationpeuvent fixer laquantitede correction de retard du calage d'allumage rapportee au controle de reduction de couple, en

5 correspondance a laperiode de temps deretard modifiee par les

moyens

de modifi- cation.

Selon cette structure, le controle de reduction de couple est realise par rintermediaire de la correction de retard

du

calage d'allumage et la quantite de correction de retard est fixee en correspondance avec laperiode de temps de retard.

10

En

consequence, il devient possible de controler le couple plus facilement et de maniereplus appropriee.

Selon

un

autre

mode

de realisation de I'invention, les

moyens

de fixation fixent la quantite de correction de retard de fa9on a provoquer une fluctuation de couplequi supprimesensiblement lafluctuation de coupleprovoquee par la modifi- 15 cation de la periode de temps de retard. Les

moyens

de fixation peuvent fixer la quantite de correction de retard en correspondance avec le degre de reduction de la periode detemps deretard, etavec lacharge et lavitessede rotationdemandees du moteuracombustioninterne .

Selon encore unautre

mode

derealisation de I'invention, les

moyens

de modi- 20 fication reduisent laperiode de temps de retardsi lemoteur acombustion interne est

dans

un

etatde fonctionnementpour lequel une fluctuationde coupleprovoqueepar une defaillance d'allumage nerisquepas de conduire aune tenue de route degradee.

Les

moyens

de fixation fixent laquantite de correction de retard de fa9on a provo- querune augmentation de couplelorsquelaperiodedetemps deretardestreduite.

25 Selon

un

autre

mode

de realisation encore, Tetat de fonctionnement constitue au

moins un

^etat danslequel

un

vehiculeaccelereviolemment,

un

etatdanslequel la charge

du

moteur a combustion interne est elevee et

un

etat dans lequel

un

embrayage de verrouillage

ou

de pontage n'est pas completement verrouille.

Le

moteura combustion interne est de preference

un

moteur a combustion inteme du 30 typeaallumageparetincelles etainjectiondirecte.

Un

deuxiemeaspect deTinvention

conceme

un procedede controlede moteur acombustion intemequi est applique a

un

moteur acombustion inteme dans lequel une quantite de gaz de recirculation

EGR

remise en circulation depuis un systeme d'echappement vers un systeme d'admission, est reglee en controlant le degre 35 d'ouverture d'une valve de recirculation

EGR

prevue dans

un

passage de recircula- tion

EGR

^reliant

un

systemed'echappementa

un

systeme d'admissionetqui, lorsque le

mode

de combustiondoitetre

commute

d'un

mode

de combustion acharge strati- fieea

un mode

de combustionuniforme,

commute un mode

decontroled'unsysteme

\\HIRSCH4\VOLI\DACTYU5V1870O\I8779TTS.doc-14septembrc2001 -6/21

2814199

7

d'injectionetd'un systeme d'allumage d'un

mode

de controle fixe pour le

mode

^de combustiona charge^stratifiea

un mode

de controlefixepourle

mode

decombustion uniforme, apres Tecoulement d'une periodede temps de retard predeterminee apres la commutation du degre d'ouverture de la valve de recirculation

EGR

a

un

degre

5

demande

d'ouverture fixe pour une commutation du

mode

de combustion a charge

stratifie au

mode

de combustionuniforme, etqui realise

un

controle dereductionde couplereduisantle coupledu moteur acombustioninterne immediatementapres que

le

mode

de controle a ete commute,

Le

precede de controle comporte les etapes consistant : amodifierlaperiode de temps deretard encorrespondance avec I'etatde

10 fonctionnementet a fixer la quantite de controle se rapportant au controle de reduc- tiondecoupleen correspondance alaperiodedetemps deretard modifiee.

D'autresbuts, caracteristiques etavantagesdeTinventionapparaitront

mieux

a lalecturede ladescription suivantede

modes

de realisationpreferes faite atitre

non

limitatifetenregard

du

dessinannexe, dans lequel les

numeros

identiques sont utili- 15 sespourpresenterdes elementsidentiques, etdanslequel

:

- la figure 1 est unerepresentation schematique de la structure generale d'un

mode

derealisationde

T

invention

;

- lafigure2 est

un

ordinogrammeillustrantuneproceduredetraitement pourla

commutation du

mode

de combustion_;

20 ^- lafigure3 est

un

ordinogrammeillustrantuneprocedure detraitementpour^la commutationdu

mode

decombustion;

- les figures

4A

a

4G

sont des diagrammes temporels indiquant des

modes

de controlependantla commutation du

mode

decombustion ; et

~ les figures

5A

a

5C

sontdes diagrammesschematiques indiquant en fonction 25

du

tempslatransition

du

couplependantlacommutation

du mode

decombustion.

On

va maintenant decrire

un mode

de realisation prefere de I'invention, en referenceauxdessinsannexes.

Comme

representealafigure 1,dans

un

moteuracombustioninterne 10 forme

comme un

moteuracombustion interne

du

typeaallumage paretincelles et ainjec- 30 tion directe, installe sur

un

vehicule, une

chambre

de combustion 1 1 est reliee a

un

passage d'admission 12et

un

passaged'echappement ^13,

Le

passage d'admission 12 pour foumir de I'air a la chambre de combustion 11 est

muni

d'une valve d'etranglement ou ^papillon des gaz 15 pour regler la quantite d'air foumie a la

chambre de combustion 11 (la quantite d'admission

OA). Le

degre d'ouverture du

35 papillon des gaz 15 (degre d'ouverture

du

papillon

TA)

est regie par le controle de

commande

d'lmmoteurdepapillon 15arealiseparuneunitedecontroleelectronique

(ECU)

16 qui realisedivers controles du moteur acombustion 10.

Un

capteur 17 de pression d'admission pour mesurer la pression a Tinterieur

du

passage d'admission

\\HtRSCH4\VOL1\DACTYLOVI8700\l8779TTSdoc-14septembre 2001^-7/21

12(pression d'admission

PM)

estprevue aI'aval

du

papillon des gaz 15 dupassage d'admission 12. L'unit6

ECU

16 determine^laquantited'aird'admission

GA

apartir desresultatsde mesure foumisparlecapteurdepression d'admission17.

Est prevu dans la

chambre

de combustion 11

un

injecteur 18 qui injecte du

5 carburant directement dans la chambre de combustion ^{11 et} une bougie d'allumage 19 qui allume le carburant injecteparune decharge d'etincelles. L'injecteur 18 et la

bougie d'allumage 19 sont actionnes et controles par

Tune

des

ECU

16.

En

conse- quence, les controles du systeme d'injaction et du systeme d'allumage du moteur a combustion 10, tels que les controles de I'instant d'injection de carburant et de la 10 duree d'injection de carburant, le controle de I'instant d'allumage, etc, sont realises

par

r

unite

ECU

16.

Le

passage d'echappement 13 est

muni

d'un capteur 13a

du

rapport air-carbu- rantpour mesurer la concentration en oxygene dans les gaz d'echappement dechar- ges de ^la

chambre

a combustion ^11.

A

^{partir duresultat de lamesure par le capteur}

15 13a

du

capteur air-carburant, Tunite

ECU

16 mesure le rapport air-carburant du melangepresentdansla

chambre

de combustion 1 1 (lerapport en poids ducarburant parrapportaI'airdanslemelange).

Un

passage de recirculation

EGR

14 relie le passage d'echappement 13

du

moteur 10 aune partie

du

passage d'admission 12 alavalve du papillon des gaz 15.

20

Une

partie des gaz d'echappement dechargee apartir de la chambre de combustion

11 est mise enrecirculation dans le passage d'admission 12 via le passage de recir- culation

EGR

^14.

Le

passage derecirculation

EGR

^14est

^muni

d'une valvederecir- culation

EGR

^20,

Le

degre d'ouverture de la valve de recirculation

EGR

^{20 est}

controleparI'unite

ECU

16,de fa9on areglerlaquantitedegaz d'echappementmise

25 en recirculation dans le passage d'echappement 12 (gaz de recirculation

ou

gaz

EGR),

qui constituelaquantitederecirculation

EGR.

L'unite

ECU

16refoit lessignauxdesortie

du

capteurdepressiond'admission 17 et de divers autres capteurs et similaires, par exemple,

un

capteur

NE

21 pour mesurerla vitessederotation

du

moteur 10 (NE), uncapteur d'accelerateur22 pour 30 mesurerlaquantite d'actionnementd'une pedaled'accelerateur (nonrepresentee), en

fait, la quantite d'actionnement d'accelerateur

ECU,

etc.

En

consequence, ^l'unite

ECU

16 estcapable de saisirlesconditions defonctionnement du moteura combus- tion 10 etdu vehicule.

En

correspondance avec les conditions de fonctionnementde

la

chambre

de combustion 11 etdu vehicule, saisies tel que decrit ci-dessus, l'unite 35

ECU

^{16 actionne} et controle le papillon des gaz 15, I'injecteur 18, la bougie d'allumage 19, la valve de recirculation

EGR

20, ^etc., en realisant ainsi divers controlesdu moteuracombustion10.

\\HIRSCH4\VOLI\DACTYL0M870a\I8779TTSdoc-14septembre2001-8«1

2814199

9

Comme

organede controle, Tunite

ECU

16 realise lecontrole dela

commuta-

tiondu

mode

decombustiondanslemoteurkcombustion 10, entre "lacombustiona charge stratifiee" et "la combustion uniforme" en correspondance avec Tetat de fonctionnement du moteur a combustion 10 tel que saisi a partir de la quantite 5 d'actionnementdeTaccelerateur

ACCP,

^delavitessederotation

du

moteur

NE,

etc.

Pendant le

mode

de combustion uniforme, la combustion estrealisee avec

une

couche de melange uniformement dispersee dans la

chambre

de combustion 11, en

fixant rinstant d'injection de carburant a un instant de la course d'admission.

Pendant ce mode, Tunite

ECU

^{16 fixe}unevaleur

demandee

de laquantite de carbu- 10 rant injectee a partir de I'injecteur 18, en fait la quantite

demandee

d'injection de carburant

Q

en correspondance aveclaquantited'aird'admission

GA

foumiedans la

chambre de combustion 11, de sorte que le rapport air-carburant devienne egal a un rapport air-carburantpredeterminedeconsigne.

La

quantited'aird'admission

GA

est repetee encorrespondance avec ledegre d'ouverture

du

papillon des gaz 15 (degre 15 d'ouverture de papillon)

TA. En

consequence, pendant le

mode

de combustion uniforme,lapuissancedesortiedu moteuracombustion 10 estregleeparlecontrole dudegre d'ouverturedupapillondesgaz 15.

Pendant le

mode

de combustiona charge stratifiee, lacombustion est realisee avecune couche d'unmelange decombustible relativementriche en combustible et 20 qui estpartiellement forme uniquementautourde labougie d'allumage 19, en fixant rinstant d'injection de carburant a un instant qui est situe dans une periode plus tardive de la course de compression qui precede immediatement rallumage.

En

consequence, pendant le

mode

de combustion a charge stratifiee, lacombustion pent etre realisee avec

un

rapport air-carburant relativement pauvre en carburant et qui 25 passelalimite delacombustionuniforme. Pendant lacombustion a charge stratifiee, la puissance de sortie

du

moteur a combustion 10 est reglee par le controle de la quantite de carburant injectee.

La

quantite

demandee

d'injection de carburant

Q

^est

fixee en correspondance avec la charge

KL

qui est determinee par la quantite d'actioimementde I'accelerateur

ACCP,

^la charge

du

conditionneur d'air, la charge 30 electrique,etc.

On

va maintenant decrite la commutation

du mode

de combustion de la

combustion a charge stratifiee a la combustion uniforme, dans le

mode

de reaction realisetelquedecritci-dessus.

Pour lacommutation

du mode

decombustion dela combustiona charge strati- 35 fieealacombustion uniforme dans ce

mode

derealisation, ledegre d'ouverture de la valve de recirculation

EGR

20 est tout d'abord modifie vers un degre

demande

d'ouverture qui est

demande

a I'instant de la commutation du

mode

de combustion

\\HIRSCH4\VOLl\DACTYLO\I8700\18779TTS doc-14septewibrc2001

m

(dans ce ^{cas, le} "degre completement feme"),

comma

c'est lecas avec

un

dispositif

decontroledemoteuracombustioninterne^decritci-dessus.

Apres Tecoulementd'une periodede temps deretard predetermineesuivant la modification du degre d'ouverturede lavalve de recirculation

EGR

20, le

mode

de controle du systeme d'injection et

du

systemed'allumage est

commute

du

mode

de controlecon^u pourlacombustiona charge^stratifieeversun

mode

decontrolecon^u pourlacombustionuniforme.

En

^outre, dans ce

mode

de realisation, apres que le

mode

de controle

du

systeme d'injection et du systeme d'allumage a ete

commute

du

mode

de controle pour la combustion a charge stratifiee au

mode

de controle pour la combustion uniforme, un controle de reduction de couple pour reduire le couple du moteur a combustioninterne est realiseparune ^correctionderetarddeTinstantd'allumage.

La

fixationd'une periodede temps deretardevite sensiblementlareductionde couple provoquee par une d6faillance d'allumage, et le controle de reduction de couple par la correction

du

retard de Tinstant d'allumage evite sensiblement Taugmentation de couple provoquee par

un

retard dans le systeme d'admission,

comme

decrit ci-dessus.

En

consequence,

on

peut eviter les fluctuations de couple pendantlacommutation

du mode

decombustion.

Le

degre d'effet des fluctuations de couple sur la tenue de route varie en fonction de I'etat de fonctionnement.

Dans

un ^etat specifique, on peut ^considerer

comme

admissible une certaine amplitude de lareduction de couple provoquee par une defaillance d'allumage.

Dans

ce

mode

de reaUsation, cependant, la periode de temps de retard est modifiee en correspondance avec ^Tetat de fonctionnement. Si I'etat de fonctionnement est tel que la fluctuation de couple provoquee par une defaillance d'allumage ne risque pas de conduirea une tenue deroute degradee, la periodede temps de retardestrendueplus courtequesi I'etatde fonctionnement est different. Ainsi,enraccourcissantlaperiodede temps deretard defa9on arealiser la

commutation

du mode

de combustion au cours d'une periode situee plus en avant tout en evitant la degradation de la tenue de route, la degradation (augmentation)

concemant

remission des

NOx

^etI'augmentation

du

bruitde combustion sont redui- tes.

En

addition au

mode

ci-dessus decrit de commutation

du mode

de combustion dela combustionacharge stratifiee alacombustionuniforme, la quantitede correc- tion

A

de retard

concemant

la correctionde retarddu calage d'allumage est fixeeen correspondance aveclaperiode detemps de retardmodifiee encorrespondance avec Tetat de fonctionnement.

En

consequence, lacommutation de

mode

de combustion peutetrerealiseed'lme fagon pluspreferable.

\\HIRSCH4\VOLl\DACTYlX>VI«70ai8779TTS.d(X^-HarpteinbrelOOl^-1(V21

2814199

11

Les contr61es specifiques concemant la commutation du

mode

de combustion de lacombustionachargestratifiee alacombustion uniformerealisespar ledisposi- tifdecontrole

du

moteuracombustioninternedans ce

mode

derealisation vontetre decritsendetailenreference auxfigures2 a5.

5 Les figures 2 et 3 illustrent une procedure de controle de Tunite

ECU

16 se rapportant a la commutation du

mode

de combustion de la combustion _{a charge}

stratifiee a la combustion uniforme. Les figures

4A

a

4G

indiquent les types de controlerealises a Tinstantdelacommutation du

mode

de combustion,

Comme

indique sur la figure 4A, au point temporel tO, lorsqu'une

demande

10 pourune commutationde lacombustion achargestratifiee alacombustion uniforme se presente, Tunite

ECU

16 calcule tout d'abord les periodes de temps de retard de reference Tdnl,

Tdn2

apartirde la vitesse instantanee de rotation de moteur

NE

et

delacharge

demandee

instantanee

KL

du moteur10 (etape 10 a lafigure2).

Les periodesde temps deretardde reference Tdnl,

Tdn2

sont des periodes de

15 tempsderetardqui sont fixeesdansTetatoillafluctuationdecouplenerisquepasde conduire a

une

tenue de route degradee,

comme

mentionne ci-dessus. Les periodes de tempsderetarddereferenceTdnl,

Tdn2

sontdes periodesdetempssuffisamment longues, de sorte que le gaz de recirculation

EGR

restant diminue a

un

niveau qui supprime le risque de defaillance d'allumage apres que le degre d'ouverture de la

20 valvederecirculation

EGR

20 aetemodifiee.

La

periode de temps deretard de refe- rence

Tdnl

ainsi fixee estuneperiode de temps de retard a partirde la modification du degre d'ouverturedelavalve de recirculafion

EGR

20jusqu'alacommutation du

mode

de controle

du

systeme d'admission vers

un mode

de controle con9u pour la

combustion uniforme.

La

periode de temps de retard de reference

Tdn2

est une

25 periode de temps de retard a partir de la modification du

mode

de controle du systeme d'admission vers la modification

du mode

de controle

du

systeme d'allumage et du systeme d'injection vers le

mode

de controle pour la combustion uniforme.

A

^lasuite deI'etape 20, Punite

ECU

16 determine si Tetat de fonctionnement 30 se rapportant au raccourcissement de laperiode de temps de retard a ete etabli.

En

fait, Tunite

ECU

16 determine si le present etat de fonctionnement est

un

etat dans lequel lafluctuationde couple nerisquepas deconduire aune tenuederoute degra- dee, et en consequence si une certaine reduction de couple provoquee par une periode detemps deretard raccourcieest admissible.

35

Des

exemples des etats de fonctionnement qui satisfont la condition mention- neeci-dessus sontexposesci-apres.

Pendant les accelerations brutales, la fluctuation de couple ne risque pas de conduire a une tenue de route degradee du fait de la presence d'un choc

\\HIRSCH4\VOLJ\DACTYLO\18700M8779TTS.doc-14 septembre200I-11/21

d'acceleration

comme

mentionne ci-dessus. Pendant le fonctionnement a charge elevee, egalement, la fluctuationde couplene risque pas de provoquer

une

tenue de routedegradeesilafluctuationdecoupleestmoderee,carlemoteur acombustion 10 produitunbruit etdesvibrationsplus importants.

5

Dans un

vehicule dans lequel une transmission automatique est equipee d'un embrayage de verrouillage ou de pontage, la condition mentionnee ci-dessus est satisfaite lorsque

Tembrayage

de verrouillage n'est pas dans un etat completement

verrouille.

Dans un

tel vehicule, lorsque

T

embrayage de pontage est completement

verrouille, le cote d'entree et le cote de sortie de la transmission automatique sont 10 relies mecaniquement, de sorte que la puissance peut etre directement transferee entre le vilebrequin

du

moteur et I'essieu detransmission du vehicule, sans interpo- sitionde rhuileduconvertisseurdecouple.

En

consequence, pendant I'etatcomple- tement verrouille, les fluctuations de couple du moteur a combustion 10 sont direc- tement transmises a I'essieu,moteur duvehicule et en consequence, les fluctuations 15 decouplerisquentdeconduire aunetenuederoute degradee

du

vehicule.

En

conse- quence, lorsque

Tembrayage

de verrouillage

ou

de pontage n'est pas dans Tetat completement verrouille, c'est-a-dire lorsque la liaison de

Tembrayage

de verrouil- lage est completement supprimee ou lorsque

Tembrayage

de verrouillage n'estrelie

quepartiellement (dans

un

etatdeglissement)^ larotation

du

moteuracombustion 10 20 esttransferee a Tessieupar Tintermediaire deThuile duconvertisseur decouple.

En

consequence, lorsque1'embrayagede verrouillage n'estpas completementverrouille, la fluctuation de couplerisque moins de conduire a une tenue deroutedegradee que lorsque Tembrayage deverrouillageestcompletementverrouille.

En

correspondance avec lesresultatsde ladetermination, Tunite

ECU

16modi- 25 fie letraitementsubsequent.

On

vadecriretoutd'abord

un

traitementrealiselorsque

I'etat de fonctionnement mentionne ci-dessus n'est pas satisfait

("NON"

a I'etape 20), c'est-a-dire lorsque I'etat de fonctionnement n'estpas

un

etat oii la fluctuation decouplenerisquepasde conduire aunetenuederoutedegradee.

Dans

ce cas, I'unite

ECU

16 fixe lesperiodes de temps deretard dereference 30 Tdnl,

Tdn2 comme

des periodes de temps de retard Tdl,

Td2

qui sont reellement utilisees (etape 36) et realise

un

traitement se rapportant ala commutation

du mode

decombustion.

En

fait,

comme

indique a la figure 4B, au point temporel tO, lorsque la

demande

pour lacommutation de

mode

estrealisee,le degre d'ouverturede consigne 35 de lavalve de recirculation

EGR

20 est modifievers

un

degre

demande

d'ouverture (un etat completement ferme dans ce cas) (etape40), Ensuite, au point temporelt2, lorsque laperiode de temps deretardde reference

Tndl

fixee a laperiode de temps de retard

Tdl

s'est ecoulee ("OUI" a I'etape 50), le

mode

de controle du systeme

\\HIRSCH4\VOLl\DACTYL0M8700\ia779TTS.doc-UseptembreSOOl-12/21

2814199

13

d'admission est

commute

vers le

mode

de controle con9u pour ^la combustion uniforme,

comme

indique par la ligne en trait mixte a

un

point k la figure 4C.

En

consequence,ledegre d'ouverture

TA

dupapillondes gaz 15, aupointtemporairet2 est modifievers

un

degre

demande

d'ouverture pour la combustion uniforme (etape 5 60)

comme

indiqueparla ligne entraitmixte a

un

point sur la figure4D. Apres que

le degre d'ouverture des papillons des gaz a etemodifie

comme

^decrit ci-dessus, la quantited'air d'admission

GA

estmodifiee avec uncertain retard, etreste au-dessus de la quantite

demandee

pour la combustion uniforme, ^et en fait, reste dans une quantiteen exces,

comme

indique parlaligne entraitmixteaunpointalafigure4E.

10 Apresceci, au pointtemporelt4, lorsquelaperiode detemps deretard de refe- rence

Tdn2

fixee alaperiodedetempsde retard

Td2

s'estecoulee en suivantlepoint temporel t2 ("OUI" a Tetape 70), le

mode

de controle

du

systeme d'allumage et du systeme d'injection fait

commuter

vers le

mode

de controle con^u pour la combus- tion uniforme (etape 80),

comme

indique par la ligne en trait mixte a

un

point a la 15 figure4F. Simultanementavec lacommutation de

mode,

laquantitedecorrection de retard decalage

A

^estfixee

comme

indiquepar laligneentraitmixte a

un

point ala figure 4G, et

un

controle de reductionde coupleestr6alis6 par Tintermediaire dela correctionderetard

du

calaged'allumage(etape 110).

La

quantite de correction

A

^deretard de calage dans ce cas est determinee a 20 partir de la vitesse de rotation

du NE

du moteur et de la charge

demandee

ICL du moteuracombustion10 (etape 105).

La

quantite de correction

A

^{deretard de calage}

est fixee de fa^on areduire le couple d'une quantite correspondante a I'exces de la quantite d'air d'admission

GA.

Plus specifiquement, la quantite de correction

A

de

retard de calage est fixee

comme

decrit ci-dessus pendant une duree predeterminee 25 suivant le point temporel t4. Apres ceci, la quantite de correction

A

de retard de calage est graduellement

amenee

vers "0"

independamment

des modifications de la quantited'aird'admission

GA.

Apres que lecontrole de reductionde couple par I'intermediaire dela correc- tionderetarddecalaged'allumage s*esttermine, le degre d'ouverturedelavalvede 30 recirculation

EGR

20 est modifie vers le degre

demande

d'ouverture pour la

combustion uniforme (etape 120), en completant ainsi la commutation de

mode

de combustion,

Ainsi, lorsqueI'etat defonctionnement n'estpas

un

etat danslequel la fluctua- tiondecouplenerisquepasdeconduire aunetenuederoute degradee, laperiodede 35 temps deretard estfixee aune dureequiestsuffisamment longue pour quelegaz de recirculation

EGR

restant diminue a

un

niveau qui ne provoquerapas de defaillance d'allumage.

Dans

ce cas, laquantitede correction

A

^{deretardde calage est fixeede}

fa9on areduirelecoupled'unequantitecorrespondance a I'excesdelaquantited'air

\\HIRSCH4\VOLl\DACTYLO\l8700M 8779TTS.doc-14septembre 2001-13/21

d'admission

GA

provoquee par le retard dans le systeme d'admission, Ainsi, le calage d'allumageestcorrigedansladirection

du

retard.

En

consequence, lafluctua- tion de couple pendant la commutation

du mode

de combustion est sensiblement supprimee

comme

indique parlafigure5A.

5

Au

contraire, si Tetat de fonctionnement predeterminementionne ci-dessusest satisfait("OUI" aTetape20), c'est-a-dire si Tetat de fonctionnementest unetat dans lequella fluctuation de couplene risquepas de conduire aune tenuede routedegra- dee,onrealise leprocessussuivant.

En

fait, Tunite

ECU

16 determine les periodes de temps de retard de reference 10 Tdnl,

Tdn2

(etape 10 a la figure_{2), et} determine en outre des periodes de temps de retard Tdsl, Tds2 (etape 30). Ensuite, I'unite

ECU

^{16 fixe les periodes de} temps de

retard ainsi determinees Tdsl, Tds2,

comme

etant des periodes de temps de retard Tdl,

Td2

qui sont reellement utilisees pour le traitement (etape 33), et realise le traitementsubsequent.

15 Les periodes de temps Tdsl, Tds2 sont determinees en prenant en

compte

le faible risque de fluctuation de couple conduisant a

une

tenue de route degradee, en addition alavitessederotation

NE

du moteuracombustionet alacharge

demandee

KL du

moteuracombustion 10. Lesperiodesde temps Tdsl,

Tds2

ainsideterminees sont fixees plus courtesque lesperiodes de temps dereferenceTdnl, Tdn2.

Dans

ce 20 cas, enconsequence, lacommutationdu

mode

decombustionest realiseesans atten- dre Tecoulement d'une periode de temps de retard durant laquelle I'effet du gaz de recirculation

EGR

restant peut suffisamment diminue. II en resulte qu'une legere chute de coupledueaunedefaillanced'allumagese produit.

Dans

ce cas, en consequence, aupointtemporel tO ou la

demande

de

commu-

25 tation de

mode

est r6alisee, le degre d'ouverturede consigne de lavalve de recircu- lation

EGR

20 est fixe a Tetat completement ferme, qui est le degre

demande

d'ouverture fixe pour la commutation de

mode

^{(etape 40).}

Comme

indique en trait plein a lafigure 4C, aupointtemporeltl

ou

laperiode detemps Tdsl s'estecoulee, le

mode

decontrole

du

systeme d'admissionest

commute

vers le

mode

decontrolea 30 combustion uniforme.

En

outre, au point temporel tO, le degre d'ouverture

TA du

papillondesgazestfixeaudegre d^ouverture

demande

pourlacombustion uniforme (etape60)

comme

indique par

un

traitpleinala figure4E.

Au

^point temporel t3, la periode de temps

Tds2

fixee

comme

la periode de temps de retard

Td2

s'est ecoulee en suivant le point temporel tl, le

mode

de

35 controledu systeme d'allumage etdu systemed'injection est

commute

vers le

mode

decontrolepourlacombustionuniforme (etape80),

comme

indiqueparune ligne en

trait plein a la figure 4F.

En meme

temps, le controle de reduction de couple par rintermediaire de la correction deretard de Tinstant d'allumageest realise enutili-

\\HIRSCH4\VOL1U>ACTYLO\18700M877msdoc^-Useptembre2001- 14/21