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Title:
SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE PROVIDED WITH AN EXHAUST GAS POST-TREATMENT SYSTEM OF THE SELECTIVE CATALYSIS TYPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/110882
Kind Code:
A1
Abstract:
System for controlling an engine provided with an exhaust gas post-treatment system of the selective catalysis type, comprising a closed-loop control of NOx before the gas post-treatment system, according to the following steps: • a means (2) for determining a NOx setpoint in dependence on the rotational speed and the torque setpoint of the engine, • a means (3) for determining a NOx value, and • a cascade control means (5) which is able to determine a setpoint for admitted oxygen and a correction of the supercharging pressure destined for means for controlling the air loop (9) of the engine as well as a correction of the injection pressure and a correction of the advance of the main injection in dependence on a NOx difference, between a NOx emission setpoint or corrected emission setpoint and a determined value of the quantity of NOx.

Inventors:
POURNAIN, Aymeric (17 rue de la créssonnière, CUGNAUX, 31270, FR)
VAROQUIE, Bertrand (6 impasse Guillaume de Louzic, EAUNES, EAUNES, 31600, FR)
Application Number:
FR2018/052880
Publication Date:
June 13, 2019
Filing Date:
November 16, 2018
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE (1 Avenue Paul Ourliac, Intellectual Property, TOULOUSE, 31100, FR)
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (Vahrenwalderstrasse 9, Hanovre, 30165, DE)
International Classes:
F01N3/20; F02D35/02; F02D41/00; F02D41/38; F02D41/40; F02D41/14
Foreign References:
JP2016200110A2016-12-01
EP3020937A12016-05-18
US20150330322A12015-11-19
EP1777384A12007-04-25
JP2002371893A2002-12-26
EP2617972A12013-07-24
FR2999648A12014-06-20
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE (1 Avenue Paul Ourliac, Intellectual Property, TOULOUSE, 31100, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Système de commande d’un moteur à combustion interne muni d’un système de post traitement des gaz d’échappement de type à catalyse sélective caractérisé par le fait qu’il comprend un contrôle en boucle fermée des oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement de type à catalyse sélective, selon les étapes suivantes :

• un moyen de détermination (2) d’une consigne d’émission d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement, en fonction au moins de la vitesse de rotation et de la consigne de couple du moteur à combustion interne,

• un moyen de détermination (3) d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement, et

• un moyen de commande en cascade (5) apte à déterminer une consigne d’oxygène admis et une correction de la pression de suralimentation à destination de moyens de commande de la boucle d’air (9) du moteur à combustion interne ainsi qu’une correction de la pression d’injection du carburant et une correction de l’avance de l’injection principale à destination de moyens de commande de l’injection (10) du moteur à combustion interne en fonction d’un écart d’émission d’oxydes d’azote entre une consigne d’émission d’oxydes d’azote ou une consigne corrigée d’émission d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement et une valeur déterminée de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement.

2. Système de commande selon la revendication 1 , dans lequel le moyen de détermination (2) d’une consigne d’émission d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement comprend une cartographie (2a) à trois dimensions reliant la consigne de couple, la consigne d’émissions d’oxydes d’azote pouvant être traités par le post traitement et la vitesse de rotation du moteur à combustion interne.

3. Système de commande selon la revendication 2, comprenant un sommateur (2d) apte à déterminer une consigne corrigée d’émission d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement en sommant la consigne d’émission d’oxydes d’azote reçue de la cartographie (2a) à une première correction provenant d’une cartographie fonction de la température de l’air admis dans le moteur à combustion interne et/ou à une deuxième correction provenant d’une cartographie (2c) fonction de la température du liquide de refroidissement du moteur à combustion interne.

4. Système de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de détermination (3) d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement comprend au moins une modélisation de la quantité d’oxydes d’azote au niveau du collecteur d’échappement du moteur en fonction d’au moins un paramètre de fonctionnement du moteur et en fonction d’une valeur de la quantité d’oxygène admis et d’une valeur de la pression de suralimentation provenant des moyens de commande de la boucle d’air (9) ainsi que d’une valeur de la pression d’injection du carburant et d’une valeur d’avance d’injection provenant des moyens de commande de l’injection (10).

5. Système de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de détermination (3) d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement comprend au moins une première cartographie (3a) de la concentration en oxydes d’azote en fonction au moins d’une mesure de pression dans un cylindre issue d’un capteur de pression dans un cylindre.

6. Système de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de détermination (3) d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement comprend au moins une deuxième cartographie (3b) de la concentration en oxydes d’azote en fonction au moins de la quantité totale de carburant injectée dans les cylindres, déterminée en fonction des valeurs communiquées par l’unité de commande électronique du moteur.

7. Système de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de détermination (3) d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement est connecté à une sonde d’oxydes d’azote située dans la ligne d’échappement.

8. Système de commande selon la revendication 6 prise en combinaison avec la revendication 5, dans lequel le moyen de détermination (3) d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement comprend au moins un moyen de correction (3c, 3d) de la valeur de la quantité d’oxydes d’azote déterminée par l’une parmi la première cartographie (3a) et la deuxième cartographie (3b).

9. Système de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de commande en cascade (5) comprend un moyen de détermination (6) d’une consigne d’oxygène admis, un moyen de correction (7) de l’injection, un moyen de correction (8) de la pression de suralimentation, • un correcteur proportionnel-intégral-dérivé (5a) apte à déterminer une première valeur de commande fonction de l’écart d’émission d’oxydes d’azote, et

• un premier moyen de saturation (5b) apte à déterminer une valeur de commande saturée en fonction de l’oxygène fonction de la première valeur de commande et de limites maximales et minimales fonction de la quantité d’oxygène admis, et à émettre un premier signal de commande lorsque la première valeur de commande est saturée,

• le moyen de détermination (6) d’une consigne d’oxygène admis comprend un moyen de détermination (6d) d’une cible de consigne d’oxygène admis, un premier multiplicateur (6b) apte à déterminer une correction de la consigne d’oxygène admis en fonction de la valeur de commande saturée en fonction de l’oxygène et d’un facteur lié à la consigne d’oxygène admis mémorisé dans une première mémoire (6a), et un sommateur (6c) apte à déterminer une consigne d’oxygène admis en sommant une cible de consigne d’oxygène admis et la correction de la consigne d’oxygène admis.

10. Système de commande selon la revendication 9, dans lequel le moyen de correction (7) de l’injection comprend un moyen d’activation (7a) apte à activer le moyen de correction (7) de l’injection lorsque le premier signal de commande est reçu,

• un moyen de calcul (7b) apte à déterminer une deuxième valeur de commande en fonction de la première valeur de commande et de la valeur de commande saturée en fonction de l’oxygène,

• un deuxième moyen de saturation (7c) apte à déterminer une deuxième valeur de commande saturée en fonction de la deuxième valeur de commande et de limites maximales et minimales et apte à émettre un deuxième signal de commande lorsque la deuxième valeur de commande est saturée,

• un deuxième multiplicateur (7d) apte à déterminer une correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs fonction de la deuxième valeur de commande saturée et d’un facteur lié à la pression de carburant,

• un troisième multiplicateur (7f) apte à déterminer une correction de l’avance de l’injection principale fonction de la deuxième valeur de commande et d’un facteur lié à l’avance de l’injection principale,

• le moyen de correction (8) de la pression de suralimentation comprend un moyen d’activation (8a) du moyen de correction (8) de la pression de suralimentation lorsqu’un deuxième signal de commande est reçu, • un moyen de calcul (8b) apte à déterminer une troisième valeur de commande en fonction de la deuxième valeur de commande et de la deuxième valeur de commande saturée, et

• un quatrième multiplicateur (8e) apte à déterminer une correction de la pression de suralimentation en fonction de la troisième valeur de commande ainsi qu’un facteur lié à la pression de suralimentation.

11. Système de commande selon la revendication 9, dans lequel le moyen de correction (7) de l’injection comprend un moyen d’activation (7a) apte à activer le moyen de correction (7) de l’injection lorsque le premier signal de commande est reçu,

• un moyen de calcul (7b) apte à déterminer une deuxième valeur de commande en fonction de la première valeur de commande et de la valeur de commande saturée en fonction de l’oxygène,

• un troisième moyen de saturation (7h) apte à déterminer une deuxième valeur de commande saturée en fonction de la pression de carburant dans le rail d’alimentation des injecteurs en fonction de la deuxième valeur de commande et d’une valeur limite maximale et d’une valeur limite minimale liées à la pression de carburant dans le rail d’alimentation des injecteurs, et apte à émettre un troisième signal de commande lorsque la deuxième valeur de commande est saturée,

• un deuxième multiplicateur (7d) apte à déterminer une correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs fonction de la deuxième valeur de commande saturée en fonction de la pression de carburant dans le rail d’alimentation des injecteurs et d’un facteur lié à la pression de carburant,

• un quatrième moyen de saturation (7i) apte à déterminer une deuxième valeur de commande saturée en fonction de l’avance de l’injection principale fonction de la deuxième valeur de commande et d’une valeur limite maximale et d’une valeur limite minimale liées à l’avance de l’injection principale et apte à émettre un quatrième signal de commande lorsque la deuxième valeur de commande est saturée,

• un troisième multiplicateur (7f) apte à déterminer une correction de l’avance de l’injection principale fonction de la deuxième valeur de commande saturée en fonction de l’avance de l’injection principale et d’un facteur lié à l’avance de l’injection principale,

• un opérateur logique OU (7j) apte à émettre un deuxième signal de commande lorsque le troisième signal de commande ou le un quatrième signal de commande sont reçus, • le moyen de correction (8) de la pression de suralimentation comprend un moyen d’activation (8a) du moyen de correction (8) de la pression de suralimentation lorsqu’un deuxième signal de commande est reçu,

• un moyen de calcul (8b) apte à déterminer une troisième valeur de commande en fonction de la deuxième valeur de commande, de la deuxième valeur de commande saturée en fonction de la pression de carburant dans le rail d’alimentation des injecteurs et de la deuxième valeur de commande saturée en fonction de l’avance de l’injection principale,

• un quatrième multiplicateur (8e) apte à déterminer une correction de la pression de suralimentation en fonction de la troisième valeur de commande ainsi qu’un facteur lié à la pression de suralimentation.

12. Système de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le moyen de commande en cascade (5) comprend un moyen de détermination (6) d’une consigne d’oxygène admis, un moyen de correction (7) de l’injection, un moyen de correction (8) de la pression de suralimentation,

• un correcteur proportionnel-intégral-dérivé (5a) apte à déterminer une première valeur de commande fonction de l’écart d’émission d’oxydes d’azote, et

• le moyen de détermination (6) d’une consigne d’oxygène admis comprend un moyen de détermination (6d) d’une cible de consigne d’oxygène admis, un premier multiplicateur (6b) apte à déterminer une correction de la consigne d’oxygène admis en fonction de la première valeur de commande et d’un facteur lié à la consigne d’oxygène admis mémorisé dans une première mémoire (6a), un premier moyen de saturation apte à déterminer une valeur saturée de la correction de la consigne d’oxygène admis en fonction de la correction de la consigne d’oxygène admis et de limites maximales et minimales fonction de la quantité d’oxygène admis, et à émettre un premier signal de commande lorsque la correction de la consigne d’oxygène admis est saturée,

• et un sommateur apte à déterminer une consigne d’oxygène admis en sommant une cible de consigne d’oxygène admis et la valeur saturée de la correction de la consigne d’oxygène admis.

13. Système de commande selon la revendication 12, dans lequel le moyen de correction (7) de l’injection comprend un moyen d’activation (7a) apte à activer le moyen de correction (7) de l’injection lorsque le premier signal de commande est reçu,

un moyen de calcul (7b) apte à déterminer une deuxième valeur de commande en fonction de la première valeur de commande, de la valeur saturée de la correction de la consigne d’oxygène admis et du facteur lié à la consigne d’oxygène admis,

• un deuxième multiplicateur (7d) apte à déterminer une correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs fonction de la deuxième valeur de commande et d’un facteur lié à la pression de carburant,

• un troisième moyen de saturation (7h) apte à déterminer une valeur saturée de la correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs en fonction de la correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs et d’une valeur limite maximale et d’une valeur limite minimale liées à la pression de carburant dans le rail d’alimentation des injecteurs, et apte à émettre un troisième signal de commande lorsque la correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs est saturée,

• un troisième multiplicateur (7f) apte à déterminer une correction de l’avance de l’injection principale fonction de la deuxième valeur de commande et d’un facteur lié à l’avance de l’injection principale,

• un quatrième moyen de saturation (7i) apte à déterminer une valeur saturée de la correction de l’avance de l’injection principale fonction de correction de l’avance de l’injection principale et d’une valeur limite maximale et d’une valeur limite minimale liées à l’avance de l’injection principale et apte à émettre un quatrième signal de commande lorsque la correction de l’avance de l’injection principale est saturée,

• un opérateur logique OU (7j) apte à émettre un deuxième signal de commande lorsque le troisième signal de commande ou le un quatrième signal de commande sont reçus,

• le moyen de correction (8) de la pression de suralimentation comprend un moyen d’activation (8a) du moyen de correction (8) de la pression de suralimentation lorsqu’un deuxième signal de commande est reçu,

• un moyen de calcul (8b) apte à déterminer une troisième valeur de commande en fonction de la deuxième valeur de commande, de la valeur saturée de la correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs, du facteur lié à la pression de carburant, de la valeur saturée de la correction de l’avance de l’injection principale et du facteur lié à l’avance de l’injection principale,

• un quatrième multiplicateur (8e) apte à déterminer une correction de la pression de suralimentation en fonction de la troisième valeur de commande ainsi qu’un facteur lié à la pression de suralimentation.

14. Système de commande selon la revendication 9, dans lequel le moyen de détermination (6d) d’une cible de consigne d’oxygène admis comprend un moyen de détermination (6da) de la présence d’un capteur de pression dans le cylindre, un moyen de détermination (6db) de la température dans le cylindre et un moyen de calcul (6dc) de la cible de consigne d’oxygène admis,

• le moyen de détermination (6da) de la présence d’un capteur de pression dans le cylindre est apte à émettre un signal à destination du moyen de détermination d’une cible de consigne d’oxygène admis indiquant l’absence d’un capteur de pression dans le cylindre lorsque aucun signal n’est reçu ou si une valeur hors d’une plage accessible est reçue en entrée,

• le moyen de détermination (6da) de la présence d’un capteur de pression dans le cylindre étant apte à transmettre la valeur reçue au moyen de détermination (6db) de la température dans le cylindre et à émettre un signal à destination du moyen de détermination d’une cible de consigne d’oxygène admis indiquant la présence d’un capteur de pression dans le cylindre, lorsqu’une valeur comprise dans la plage accessible est reçue en entrée,

• le moyen de détermination (6db) de la température dans le cylindre étant apte à déterminer la température dans le cylindre en fonction d’un modèle, de la pression dans le cylindre, de la charge et de la position du vilebrequin,

• le moyen de calcul (6dc) de la cible de consigne d’oxygène admis étant apte à déterminer la cible de consigne d’oxygène admis en fonction d’un modèle inversé d’émission d’oxydes d’azote, de la température maximale atteinte dans le cylindre et de la consigne d’émission d’oxydes d’azote ou de la consigne corrigée d’émission d’oxydes d’azote, si un capteur de pression dans le cylindre est présent,

• le moyen de calcul (6dc) de la cible de consigne d’oxygène admis étant apte à déterminer la cible de consigne d’oxygène admis en fonction d’un modèle inversé d’émission d’oxydes d’azote, de la quantité totale de carburant injectée dans les cylindres et de la consigne d’émission d’oxydes d’azote ou de la consigne corrigée d’émission d’oxydes d’azote, si un capteur de pression dans le cylindre n’est pas présent.

15. Procédé de commande d’un moteur à combustion interne muni d’un système de post traitement des gaz d’échappement de type à catalyse sélective en fonction d’une consigne d’émission de quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement, caractérisé par le fait qu’il comprend un contrôle en boucle fermée des oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement de type à catalyse sélective, selon les étapes suivantes au cours desquelles :

• on détermine une consigne d’émission d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement en fonction au moins de la vitesse de rotation et de la consigne de couple du moteur à combustion interne,

• on détermine une valeur de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement, et

• on détermine une consigne d’oxygène admis et une correction de la pression de suralimentation à destination de moyens de commande de la boucle d’air (9) du moteur à combustion interne ainsi qu’une correction de la pression d’injection du carburant et une correction de l’avance de l’injection principale à destination de moyens de commande de l’injection (10) du moteur à combustion interne par une détermination en cascade fonction d’un écart d’émission d’oxydes d’azote entre la consigne d’émission d’oxydes d’azote ou une consigne corrigée d’émission d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement et la valeur déterminée de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement.

Description:
Système et procédé de commande d’un moteur à combustion interne muni d’un système de post traitement des gaz d’échappement de type à catalyse sélective

L’invention a pour objet les systèmes de commande de moteur à combustion interne, et plus particulièrement lorsque les moteurs à combustion interne sont munis de système de post traitement des gaz d’échappement à catalyse sélective.

Actuellement, le meilleur compromis d’émissions polluantes de type hydrocarbures imbrûlés HC, monoxyde de carbone CO, dioxyde d’azote CO2, oxydes d’azote NO x , et particules, est obtenu lors d’un mode de combustion normal en réglant les paramètres de combustion tel que le motif d’injection, le taux de recirculation des gaz d’échappement EGR (acronyme anglophone pour « Exhaust Gaz Recirculation ») et la charge du moteur, exprimée en débit ou pression. Ce compromis est obtenu lors d’essais stabilisés.

Les émissions d’oxydes d’azote NO x sont le résultat d’un réglage moteur donné et il n’est pas possible de demander une consigne d’émission d’oxydes d’azote NO x . On détermine des consignes d’injection et de boucle d’air qui permettent d’atteindre un niveau donné d’émission d’oxydes d’azote NO x et qui est fixe pour chaque point de fonctionnement.

La réglementation impose une diminution des émissions d’oxydes d’azote NO x . Cependant, la réduction de telles émissions se fait au détriment d’une augmentation des émissions de dioxyde de carbone CO2 et de particules.

L’efficacité du système de post traitement des oxydes d’azote NO x , de type réduction catalytique sélective SCR (acronyme anglophone pour « Sélective Catalytic Réduction ») dépend de la température de l’élément catalytique qui doit être supérieure à une température de seuil, généralement 280°C. L’adaptation de la combustion à ces critères d’efficacité est assez grossière et est caractérisée sur des points stationnaires.

Il existe donc un problème concernant le manque d’optimisation du réglage de combustion défini lors d’essais stabilisés dans des conditions transitoires et il n’est pas possible de contrôler le moteur en consigne d’émission d’oxydes d’azote NO x .

De l’état de la technique antérieure, on connaît le document JP2002371893 divulgue un pilotage d'un moteur à combustion interne en contrôle d’oxydes d’azote NO x produits en sortie du moteur.

Toutefois le modèle employé est particulièrement complexe, donc coûteux en termes de temps de calcul et ne prend pas en compte l’efficacité de post traitement des oxydes d’azote NO x .

On connaît également le document EP2617972 décrit une méthode de contrôle du taux de recirculation des gaz d’échappement EGR, en fonction d’une mesure de capteurs d’oxydes d’azote NO x dans une boucle ouverte de contrôle de l’EGR. L’invention a pour objet un système de commande d’un moteur à combustion interne muni d’un système de post traitement des gaz d’échappement de type à catalyse sélective caractérisé par le fait qu’il comprend un contrôle en boucle fermée des oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement de type à catalyse sélective, selon les étapes suivantes :

• un moyen de détermination d’une consigne d’émission d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement, en fonction au moins de la vitesse de rotation et de la consigne de couple du moteur à combustion interne,

• un moyen de détermination d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement, et

• un moyen de commande en cascade apte à déterminer une consigne d’oxygène admis et une correction de la pression de suralimentation à destination de moyens de commande de la boucle d’air du moteur à combustion interne ainsi qu’une correction de la pression d’injection du carburant et une correction de l’avance de l’injection principale à destination de moyens de commande de l’injection du moteur à combustion interne en fonction d’un écart d’émission d’oxydes d’azote entre une consigne d’émission d’oxydes d’azote ou une consigne corrigée d’émission d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement et une valeur déterminée de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement.

Le moyen de détermination d’une consigne d’émission d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement peut comprendre une cartographie à trois dimensions reliant la consigne de couple, la consigne d’émissions d’oxydes d’azote pouvant être traités par le post traitement et la vitesse de rotation du moteur à combustion interne.

Le système peut comprendre un sommateur apte à déterminer une consigne corrigée d’émission d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement en sommant la consigne d’émission d’oxydes d’azote reçue de la cartographie à une première correction provenant d’une cartographie fonction de la température de l’air admis dans le moteur à combustion interne et/ou à une deuxième correction provenant d’une cartographie fonction de la température du liquide de refroidissement du moteur à combustion interne.

Le moyen de détermination d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement peut comprendre au moins une modélisation de la quantité d’oxydes d’azote au niveau du collecteur d’échappement du moteur en fonction d’au moins un paramètre de fonctionnement du moteur et en fonction d’une valeur de la quantité d’oxygène admis et d’une valeur de la pression de suralimentation provenant des moyens de commande de la boucle d’air ainsi que d’une valeur de la pression d’injection du carburant et d’une valeur d’avance d’injection provenant des moyens de commande de l’injection.

Le moyen de détermination d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement peut comprendre au moins une première cartographie de la concentration en oxydes d’azote en fonction au moins d’une mesure de pression dans un cylindre issue d’un capteur de pression dans un cylindre.

Le moyen de détermination d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement peut comprendre au moins une deuxième cartographie de la concentration en oxydes d’azote en fonction au moins de la quantité totale de carburant injectée dans les cylindres, déterminée en fonction des valeurs communiquées par l’unité de commande électronique du moteur.

Le moyen de détermination d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement peut être connecté à une sonde d’oxydes d’azote située dans la ligne d’échappement.

Le moyen de détermination d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement peut comprendre au moins un moyen de correction de la valeur de la quantité d’oxydes d’azote déterminée par l’une parmi la première cartographie et la deuxième cartographie.

Le moyen de commande en cascade peut comprendre un moyen de détermination d’une consigne d’oxygène admis, un moyen de correction de l’injection, un moyen de correction de la pression de suralimentation, un correcteur proportionnel- intégral-dérivé apte à déterminer une première valeur de commande fonction de l’écart d’émission d’oxydes d’azote, et un premier moyen de saturation apte à déterminer une valeur de commande saturée en fonction de l’oxygène fonction de la première valeur de commande et de limites maximales et minimales fonction de la quantité d’oxygène admis, et à émettre un premier signal de commande lorsque la première valeur de commande est saturée,

• le moyen de détermination d’une consigne d’oxygène admis peut comprendre un moyen de détermination d’une cible de consigne d’oxygène admis, un premier multiplicateur apte à déterminer une correction de la consigne d’oxygène admis en fonction de la valeur de commande saturée en fonction de l’oxygène et d’un facteur lié à la consigne d’oxygène admis mémorisé dans une première mémoire, et un sommateur apte à déterminer une consigne d’oxygène admis en sommant une cible de consigne d’oxygène admis et la correction de la consigne d’oxygène admis. Le moyen de correction de l’injection peut comprendre un moyen d’activation apte à activer le moyen de correction de l’injection lorsque le premier signal de commande est reçu,

• un moyen de calcul apte à déterminer une deuxième valeur de commande en fonction de la première valeur de commande et de la valeur de commande saturée en fonction de l’oxygène,

• un deuxième moyen de saturation apte à déterminer une deuxième valeur de commande saturée en fonction de la deuxième valeur de commande et de limites maximales et minimales et apte à émettre un deuxième signal de commande lorsque la deuxième valeur de commande est saturée,

• un deuxième multiplicateur apte à déterminer une correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs fonction de la deuxième valeur de commande saturée et d’un facteur lié à la pression de carburant,

• un troisième multiplicateur apte à déterminer une correction de l’avance de l’injection principale fonction de la deuxième valeur de commande et d’un facteur lié à l’avance de l’injection principale,

• le moyen de correction de la pression de suralimentation comprend un moyen d’activation du moyen de correction de la pression de suralimentation lorsqu’un deuxième signal de commande est reçu,

• un moyen de calcul apte à déterminer une troisième valeur de commande en fonction de la deuxième valeur de commande et de la deuxième valeur de commande saturée, et

• un quatrième multiplicateur apte à déterminer une correction de la pression de suralimentation en fonction de la troisième valeur de commande ainsi qu’un facteur lié à la pression de suralimentation.

Le moyen de correction de l’injection peut comprendre un moyen d’activation apte à activer le moyen de correction de l’injection lorsque le premier signal de commande est reçu,

• un moyen de calcul apte à déterminer une deuxième valeur de commande en fonction de la première valeur de commande et de la valeur de commande saturée en fonction de l’oxygène,

• un troisième moyen de saturation apte à déterminer une deuxième valeur de commande saturée en fonction de la pression de carburant dans le rail d’alimentation des injecteurs en fonction de la deuxième valeur de commande et d’une valeur limite maximale et d’une valeur limite minimale liées à la pression de carburant dans le rail d’alimentation des injecteurs, et apte à émettre un troisième signal de commande lorsque la deuxième valeur de commande est saturée,

• un deuxième multiplicateur apte à déterminer une correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs fonction de la deuxième valeur de commande saturée en fonction de la pression de carburant dans le rail d’alimentation des injecteurs et d’un facteur lié à la pression de carburant,

• un quatrième moyen de saturation apte à déterminer une deuxième valeur de commande saturée en fonction de l’avance de l’injection principale fonction de la deuxième valeur de commande et d’une valeur limite maximale et d’une valeur limite minimale liées à l’avance de l’injection principale et apte à émettre un quatrième signal de commande lorsque la deuxième valeur de commande est saturée,

• un troisième multiplicateur apte à déterminer une correction de l’avance de l’injection principale fonction de la deuxième valeur de commande saturée en fonction de l’avance de l’injection principale et d’un facteur lié à l’avance de l’injection principale,

• un opérateur logique OU apte à émettre un deuxième signal de commande lorsque le troisième signal de commande ou le un quatrième signal de commande sont reçus,

• le moyen de correction de la pression de suralimentation comprend un moyen d’activation du moyen de correction de la pression de suralimentation lorsqu’un deuxième signal de commande est reçu,

• un moyen de calcul apte à déterminer une troisième valeur de commande en fonction de la deuxième valeur de commande, de la deuxième valeur de commande saturée en fonction de la pression de carburant dans le rail d’alimentation des injecteurs et de la deuxième valeur de commande saturée en fonction de l’avance de l’injection principale,

• un quatrième multiplicateur apte à déterminer une correction de la pression de suralimentation en fonction de la troisième valeur de commande ainsi qu’un facteur lié à la pression de suralimentation.

Le moyen de commande en cascade peut comprendre un moyen de détermination d’une consigne d’oxygène admis, un moyen de correction de l’injection, un moyen de correction de la pression de suralimentation,

• un correcteur proportionnel-intégral-dérivé apte à déterminer une première valeur de commande fonction de l’écart d’émission d’oxydes d’azote, et

• le moyen de détermination d’une consigne d’oxygène admis comprend un moyen de détermination d’une cible de consigne d’oxygène admis, un premier multiplicateur apte à déterminer une correction de la consigne d’oxygène admis en fonction de la première valeur de commande et d’un facteur lié à la consigne d’oxygène admis mémorisé dans une première mémoire, un premier moyen de saturation apte à déterminer une valeur saturée de la correction de la consigne d’oxygène admis en fonction de la correction de la consigne d’oxygène admis et de limites maximales et minimales fonction de la quantité d’oxygène admis, et à émettre un premier signal de commande lorsque la correction de la consigne d’oxygène admis est saturée,

• et un sommateur apte à déterminer une consigne d’oxygène admis en sommant une cible de consigne d’oxygène admis et la valeur saturée de la correction de la consigne d’oxygène admis.

Le moyen de correction de l’injection comprend un moyen d’activation apte à activer le moyen de correction de l’injection lorsque le premier signal de commande est reçu,

• un moyen de calcul apte à déterminer une deuxième valeur de commande en fonction de la première valeur de commande, de la valeur saturée de la correction de la consigne d’oxygène admis et du facteur lié à la consigne d’oxygène admis,

• un deuxième multiplicateur apte à déterminer une correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs fonction de la deuxième valeur de commande et d’un facteur lié à la pression de carburant,

• un troisième moyen de saturation apte à déterminer une valeur saturée de la correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs en fonction de la correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs et d’une valeur limite maximale et d’une valeur limite minimale liées à la pression de carburant dans le rail d’alimentation des injecteurs, et apte à émettre un troisième signal de commande lorsque la correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs est saturée,

• un troisième multiplicateur apte à déterminer une correction de l’avance de l’injection principale fonction de la deuxième valeur de commande et d’un facteur lié à l’avance de l’injection principale,

• un quatrième moyen de saturation apte à déterminer une valeur saturée de la correction de l’avance de l’injection principale fonction de correction de l’avance de l’injection principale et d’une valeur limite maximale et d’une valeur limite minimale liées à l’avance de l’injection principale et apte à émettre un quatrième signal de commande lorsque la correction de l’avance de l’injection principale est saturée, • un opérateur logique OU apte à émettre un deuxième signal de commande lorsque le troisième signal de commande ou le un quatrième signal de commande sont reçus,

• le moyen de correction de la pression de suralimentation comprend un moyen d’activation 8a du moyen de correction de la pression de suralimentation lorsqu’un deuxième signal de commande est reçu,

• un moyen de calcul apte à déterminer une troisième valeur de commande en fonction de la deuxième valeur de commande, de la valeur saturée de la correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs, du facteur lié à la pression de carburant, de la valeur saturée de la correction de l’avance de l’injection principale et du facteur lié à l’avance de l’injection principale,

• un quatrième multiplicateur apte à déterminer une correction de la pression de suralimentation en fonction de la troisième valeur de commande ainsi qu’un facteur lié à la pression de suralimentation.

Le moyen de détermination d’une cible de consigne d’oxygène admis peut comprendre un moyen de détermination de la présence d’un capteur de pression dans le cylindre, un moyen de détermination de la température dans le cylindre et un moyen de calcul de la cible de consigne d’oxygène admis,

• le moyen de détermination de la présence d’un capteur de pression dans le cylindre est apte à émettre un signal à destination du moyen de détermination d’une cible de consigne d’oxygène admis indiquant l’absence d’un capteur de pression dans le cylindre lorsque aucun signal n’est reçu ou si une valeur hors d’une plage accessible est reçue en entrée,

• le moyen de détermination de la présence d’un capteur de pression dans le cylindre étant apte à transmettre la valeur reçue au moyen de détermination de la température dans le cylindre et à émettre un signal à destination du moyen de détermination d’une cible de consigne d’oxygène admis indiquant la présence d’un capteur de pression dans le cylindre, lorsqu’une valeur comprise dans la plage accessible est reçue en entrée,

• le moyen de détermination de la température dans le cylindre étant apte à déterminer la température dans le cylindre en fonction d’un modèle, de la pression dans le cylindre, de la charge et de la position du vilebrequin,

• Le moyen de calcul de la cible de consigne d’oxygène admis étant apte à déterminer la cible de consigne d’oxygène admis en fonction d’un modèle inversé d’émission d’oxydes d’azote, de la température maximale atteinte dans le cylindre et de la consigne d’émission d’oxydes d’azote ou de la consigne corrigée d’émission d’oxydes d’azote, si un capteur de pression dans le cylindre est présent,

• Le moyen de calcul de la cible de consigne d’oxygène admis étant apte à déterminer la cible de consigne d’oxygène admis en fonction d’un modèle inversé d’émission d’oxydes d’azote, de la quantité totale de carburant injectée dans les cylindres et de la consigne d’émission d’oxydes d’azote ou de la consigne corrigée d’émission d’oxydes d’azote, si un capteur de pression dans le cylindre n’est pas présent.

L’invention a également pour objet un procédé de commande d’un moteur à combustion interne muni d’un système de post traitement des gaz d’échappement de type à catalyse sélective en fonction d’une consigne d’émission de quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement, caractérisé par le fait qu’il comprend un contrôle en boucle fermée des oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement de type à catalyse sélective, selon les étapes suivantes au cours desquelles :

• on détermine une consigne d’émission d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement en fonction au moins de la vitesse de rotation et de la consigne de couple du moteur à combustion interne,

• on détermine une valeur de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement, et

• on détermine une consigne d’oxygène admis et une correction de la pression de suralimentation à destination de moyens de commande de la boucle d’air du moteur à combustion interne ainsi qu’une correction de la pression d’injection du carburant et une correction de l’avance de l’injection principale à destination de moyens de commande de l’injection du moteur à combustion interne par une détermination en cascade fonction d’un écart d’émission d’oxydes d’azote entre la consigne d’émission d’oxydes d’azote ou une consigne corrigée d’émission d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement et la valeur déterminée de la quantité d’oxydes d’azote avant le système de post traitement des gaz d’échappement.

Le procédé présente l’avantage de prendre en compte l'efficacité du système de post traitement SCR ce qui entraîne une optimisation du pilotage en consigne d’oxydes d’azote NO x en sortie du moteur de sorte à maintenir un taux sensiblement constant d’émissions d’oxydes d’azote NO x .

D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre les principaux éléments d’un système de commande d’un moteur à combustion interne selon l’invention,

- la figure 2 illustre les principaux éléments d’un moyen de détermination d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote,

- la figure 3 illustre les principaux éléments d’un moyen de commande en cascade,

- la figure 4 illustre les principaux éléments d’un autre mode de réalisation du moyen de commande en cascade,

- la figure 5 illustre les principaux éléments d’un moyen de détermination d’une cible de consigne d’oxygène admis, et

- la figure 6 illustre un diagramme de détermination de la concentration en oxydes d’azote en sortie du moteur.

L’invention propose de résoudre le problème technique en contrôlant les actionneurs du moteur à combustion interne, tels que notamment les injecteurs de carburant, les organes de la boucle d’air, la vanne de recirculation partielle des gaz d’échappement EGR et le turbocompresseur, en utilisant un modèle d’émission d’oxydes d’azote NO x prédictif et inversable afin d’atteindre une concentration ciblée. Dans un mode de réalisation particulier, le modèle peut tenir compte d’une mesure d’un capteur de pression dans le cylindre et/ou d’une sonde d’oxydes d’azote NO x située dans la ligne d’échappement.

Le modèle d’émission d’oxydes d’azote NO x modélise l’effet des principaux contributeurs à la création des d’oxydes d’azote NO x qui sont l’oxygène à l’admission, la température dans le cylindre, la pression d’injection, le phasage de la combustion et le remplissage du moteur.

Le modèle permet de contrôler en boucle ouverte l’émission d’oxydes d’azote NO x en déterminant la quantité d’oxygène nécessaire à l’admission en fonction de l’émission d’oxydes d’azote NO x désirée et la masse totale de carburant injectée. Dans les modes de réalisation particuliers, lorsqu’un capteur de pression dans le cylindre est présent, le modèle prend en compte une mesure de température dans le cylindre à la place de la masse totale de carburant injectée.

Un régulateur PID (Proportionnel, Intégral, Dérivé) est ajouté pour contrôler en boucle fermée, à partir des paramètres secondaires, l’avance de l’injection principale SOI (acronyme anglophone pour « Start of Injection ») et la pression de carburant dans le rail.

Ces deux paramètres ont un impact sur le bruit de combustion et doivent donc être commandés en même temps pour limiter l’impact du procédé sur le bruit de combustion perçu. Sur la figure 1 , on peut voir un système de commande 1 d’un moteur à combustion interne en fonction d’une consigne d’émission de quantité d’oxydes d’azote NO x par l’intermédiaire de la détermination d’une consigne d’oxygène admis et d’une correction de pression de suralimentation à destination des moyens de commande de la boucle d’air 9 ainsi que par l’intermédiaire d’une correction de la pression d’injection du carburant à destination des moyens de commande de l’injection 10.

Le système de commande 1 comprend un moyen de détermination 2 d’une consigne d’émission d’oxydes d’azote NO x , un moyen de détermination 3 d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote NO x , et un moyen de commande en cascade 5.

Plus précisément, le moyen de détermination 2 d’une consigne d’émission d’oxydes d’azote NO x comprend une cartographie 2a à trois dimensions reliant la consigne de couple TQI_sp, l’efficacité du post traitement SCR et la vitesse de rotation N du moteur à combustion interne. Dans le cas présent, la cartographie 2a à trois dimensions permet de déterminer l’efficacité du post traitement en fonction de la consigne de couple TQI_sp et de la vitesse de rotation N du moteur, sous la forme d’une consigne d’émissions d’oxydes d’azote NO x pouvant être traités par le post traitement SCR, notée NOx_sp.

Dans un mode de réalisation particulier, la consigne d’émission d’oxydes d’azote NOx_sp issue de la cartographie 2a à trois dimensions est corrigée en sortie en fonction d’une mesure de température de l’air admis et/ou en fonction de la température du liquide de refroidissement du moteur.

Pour réaliser cela, la sortie de la cartographie 2a est reliée à un sommateur 2d recevant une première correction provenant d’une cartographie 2b fonction de la température de l’air admis Tadm et/ou une deuxième correction provenant d’une cartographie 2c fonction de la température du liquide de refroidissement Texch. La consigne corrigée d’émission d’oxydes d’azote NOx_sp_cor est alors substituée à la consigne d’émission d’oxydes d’azote NOx_sp en sortie du moyen de détermination 2 d’une consigne d’émission d’oxydes d’azote NO x .

Le moyen de détermination 3 d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote comprend au moins une modélisation de la quantité d’oxydes d’azote au niveau du collecteur d’échappement du moteur.

La modélisation de la quantité d’oxydes d'azote peut être une modélisation telle que divulguée dans la demande FR2999648 permettant de déterminer la concentration en oxydes d’azote en fonction au moins de la pression dans chaque cylindre. La modélisation de la quantité d’oxydes d’azote peut également être une modélisation fonction au moins de la quantité totale de carburant injectée dans les cylindres.

On va maintenant décrire une telle modélisation réalisée notamment au sein d’un système d’estimation de la concentration en oxydes d’azote en sortie du moteur, avec l’aide de la figure 6. Par sortie du moteur, on entend la sortie des gaz d’échappement au niveau du collecteur d’échappement avant tout traitement par des systèmes de dépollution ou avant prélèvement d’une partie des gaz par un système de recirculation partielle des gaz d’échappement.

Le système d’estimation comprend un premier moyen d’estimation de la quantité d’oxydes d’azote NOX_man dans les gaz d’échappement en fonction de la masse totale de carburant injectée MF_INJ_SUM et de la quantité d’oxygène admis Yo2 in . Le premier moyen d’estimation peut être une cartographie ou un modèle physique.

La masse injectée totale de carburant MF_INJ_SUM est égale à la somme des quantités de carburant injectées au cours du cycle de combustion précédent. Cette information peut être transmise par l’unité de commande électronique du véhicule ou par le moyen de contrôle de l’injection.

La quantité d’oxygène admis Yo2 in est déterminée en amont de la soupape d’admission par l’intermédiaire d’un modèle réalisé par un moyen de calcul ou par l’intermédiaire d’une sonde Oxygène disposée à l’admission.

Le système d’estimation comprend un moyen d’estimation d’une correction COR_SOI fonction de l’instant moyen de début d’injection. Un moyen de calcul détermine l’instant moyen de début d’injection SOI_ave en fonction des instants de début d’injection SOI, et des masses de carburant injecté MF, pour chaque injection au cours du cycle de combustion précédent en appliquant l’équation suivante :

SOI ave (Eq. 1 )

Le moyen de calcul détermine ainsi l’instant moyen de début d’injection SOI_ave comme la somme sur toutes les injections du cycle de combustion passé du produit de l’instant de début d’injection SOI, par la masse de carburant injecté MF, divisée par la somme sur toutes les injections du cycle de combustion précédent de la masse de carburant injectée MF,.

En d’autres termes, le moyen de calcul détermine l’image du centre de combustion en moyennant les instants de début d’injection pondérés par la masse de carburant injectée à chaque injection. Un deuxième moyen de détermination permet de déterminer la première correction COR_SOI de la quantité d’oxydes d’azote en fonction de l’instant moyen de début d’injection SOI_ave comme expliqué ci-dessus.

Un troisième moyen de détermination permet de déterminer une deuxième correction COR_LAMB de la quantité d’oxydes d’azote en fonction d’une mesure de la richesse à l’échappement.

Un ensemble de moyens de détermination permet de déterminer une correction de la quantité d’oxydes d’azote COR_FUP en fonction de la pression de carburant FUP à l’injection, une correction de la quantité d’oxydes d’azote COR_TCO en fonction de la température du liquide de refroidissement TCO, une correction de la quantité d’oxydes d’azote COR_MAP en fonction de la pression de suralimentation MAP, et une correction de la quantité d’oxydes d’azote COR_N en fonction de la vitesse de rotation N du moteur à combustion interne.

Chacun des moyens de l’ensemble de moyens de détermination peut être une cartographie ou un modèle.

Un deuxième moyen de calcul permet de déterminer une quantité corrigée d’oxydes d’azote dans les gaz d’échappement NOX_exhaust au niveau du collecteur d’échappement en réalisant le produit de la quantité d’oxydes d’azote estimée NOX_man par les différentes corrections, si celles-ci sont exprimées relativement à la quantité d’oxydes d’azote estimée. Alternativement, le deuxième moyen de calcul détermine une quantité corrigée d’oxydes d’azote dans les gaz d’échappement NOX_exhaust au niveau du collecteur d’échappement en réalisant la somme de la quantité d’oxydes d’azote estimée NOX_man et des différentes corrections, si celles-ci sont exprimées sous la forme d’une quantité d’oxydes d’azote.

Le procédé de détermination d’une quantité corrigée d’oxydes d’azote dans les gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne au niveau du collecteur d’échappement comprend une première étape au cours de laquelle on estime la quantité d’oxydes d’azote en fonction de la masse totale de carburant injectée et de la quantité d’oxygène admis.

La quantité d’oxygène admis est déterminée en amont de la soupape d’admission par l’intermédiaire d’un modèle physique ou par l’intermédiaire d’une sonde à oxygène disposée à l’admission.

La masse totale de carburant injectée est égale à la somme de toutes les injections de carburant au cours du cycle de combustion.

On détermine ensuite au moins une correction de la quantité d’oxydes d’azote en fonction d’au moins une mesure de paramètre ou grandeur de fonctionnement du moteur à combustion interne, puis on détermine une quantité corrigée d’oxydes d’azote dans les gaz d’échappement en fonction de la quantité d’oxydes d’azote estimée et des corrections.

Une première correction de la quantité d’oxydes d’azote dépend de l’instant moyen de début d’injection. On détermine l’instant moyen de début d’injection comme la somme sur toutes les injections du cycle de combustion précédent du produit de l’instant de début d’injection par la masse de carburant injecté divisé par la somme sur toutes les injections du cycle de combustion précédent de la masse de carburant injectée.

On détermine une première correction de la quantité d’oxydes d’azote en fonction de l’instant moyen de début d’injection, soit par modèle, soit par cartographie.

Une deuxième correction de la quantité d’oxydes d’azote est déterminée en fonction d’une mesure de la richesse à l’échappement par une sonde à oxygène, soit par modèle, soit par cartographie.

D’autres corrections de la quantité d’oxydes d’azote peuvent être déterminées, comme une correction de la quantité d’oxydes d’azote COR_FUP en fonction de la pression de carburant FUP à l’injection, une correction de la quantité d’oxydes d’azote COR_TCO en fonction de la température du liquide de refroidissement TCO, une correction de la quantité d’oxydes d’azote COR_MAP en fonction de la pression de suralimentation MAP, et une correction de la quantité d’oxydes d’azote COR_N en fonction de la vitesse de rotation N du moteur à combustion interne. Ces corrections peuvent également être déterminées par modèle ou par cartographie.

L’homme du métier reconnaîtra par ailleurs que le système et le procédé de détermination peuvent être dimensionnés pour estimer autant la quantité d’oxydes d’azote produite par un moteur dans sa globalité que la quantité d’oxydes d’azote produite par un cylindre, permettant ainsi de s’adapter à toutes configurations de moteur (différents nombres de cylindres, déconnexion sélective des cylindres, ...) ou un contrôle affiné des cylindres d’un tel moteur.

On se réfère à nouveau au système de commande 1 d’un moteur à combustion interne en fonction d’une consigne d’émission de quantité d’oxydes d’azote NO x .

Le moyen de détermination 3 d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote reçoit en entrée une valeur de la quantité d’oxygène admis 02_adm, ainsi qu’une valeur de la pression de suralimentation MAP des moyens de commande de la boucle d’air 9 et une valeur de la pression d’injection du carburant FUP et une valeur d’avance d’injection SOI provenant des moyens de commande de l’injection 10.

Le moyen de détermination 3 d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote émet en sortie une valeur modélisée d’émission d’oxydes d’azote. Un soustracteur 4 détermine la différence entre la consigne corrigée d’émission d’oxydes d’azote NOx_sp_cor et la valeur déterminée de la quantité d’oxydes d’azote NOx_mdl et transmet l’écart d’émission d’oxydes d’azote DNOc ainsi obtenue à destination du moyen de commande en cascade 5.

Dans un mode de réalisation particulier, le moyen de détermination 3 d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote comprend au moins les deux modélisations ainsi que des moyens de détermination de la modélisation à employer en fonction des mesures disponibles. Un tel mode de réalisation est illustré par la figure 2.

On peut voir que le moyen de détermination 3 d’une valeur de la quantité d’oxydes d’azote comprend une première cartographie 3a de la concentration en oxydes d’azote en fonction au moins de la mesure de pression dans un cylindre Pcyl issue d’un capteur de pression dans un cylindre, et une deuxième cartographie 3b de la concentration en oxydes d’azote en fonction au moins de la quantité totale de carburant injectée dans les cylindres åMF, déterminée en fonction des valeurs communiquées par l’unité de commande électronique du moteur.

Un moyen de sélection 3e détermine la valeur modélisée à transmettre au soustracteur 4.

Si le véhicule est muni d’un capteur de pression dans le cylindre, la valeur déterminée par la première cartographie 3a est transmise au soustracteur 4 et la valeur déterminée par la deuxième cartographie 3b n’est pas prise en compte. Si le véhicule n’est pas muni d’un capteur de pression dans le cylindre, la valeur déterminée par la première cartographie 3a n’est pas prise en compte et la valeur déterminée par la deuxième cartographie 3b est transmise au soustracteur 4.

Alternativement, lorsque le véhicule est muni en plus d’un capteur à oxydes d’azote, chacun des modèles fait l’objet d’une correction en fonction d’une mesure de la quantité d’oxydes d’azote NOx_mes en sortie du moteur mesurée par un capteur d’oxydes d’azote disposé dans la ligne d’échappement. Pour réaliser cela, un premier moyen de correction 3c corrige la valeur issue de la première cartographie 3a en fonction de la mesure de quantité d’oxydes d’azote en sortie du moteur et un deuxième moyen de correction 3d corrige la valeur issue de la deuxième cartographie 3b en fonction de la même mesure de quantité d’oxydes d’azote en sortie du moteur.

Le moyen de sélection 3e détermine la valeur corrigée à transmettre au soustracteur 4.

Si la mesure de la quantité d’oxydes d’azote NOx_mes est disponible mais que la mesure de pression dans les cylindres et la quantité de carburant injectée dans les cylindres ne sont pas disponibles, le moyen de sélection 3e transmet la mesure de la quantité d’oxydes d’azote NOx_mes. Si la mesure de pression dans les cylindres est disponible mais que la mesure de la quantité d’oxydes d’azote NOx_mes et la quantité de carburant injectée dans les cylindres ne sont pas disponibles, le moyen de sélection 3e transmet la valeur déterminée de la quantité d’oxydes d’azote fonction au moins de la mesure de pression dans un cylindre Pcyl issue de la première cartographie 3a.

Si la quantité de carburant injectée dans les cylindres est disponible mais que la mesure de la quantité d’oxydes d’azote NOx_mes et la mesure de pression dans les cylindres ne sont pas disponibles, le moyen de sélection 3e transmet la valeur déterminée de la quantité d’oxydes d’azote fonction au moins de la quantité totale de carburant injectée dans les cylindres issue de la deuxième cartographie 3b.

Si la mesure de pression dans les cylindres et la mesure de la quantité d’oxydes d’azote NOx_mes sont disponibles mais que la quantité de carburant injectée dans les cylindres n’est pas disponible, le moyen de sélection 3e transmet la valeur corrigée de la quantité d’oxydes d’azote fonction au moins de la mesure de pression dans un cylindre Pcyl issue du premier moyen de correction 3c.

Si la quantité de carburant injectée dans les cylindres et la mesure de la quantité d’oxydes d’azote NOx_mes sont disponibles mais que la mesure de pression dans les cylindres n’est pas disponible, le moyen de sélection 3e transmet la valeur corrigée de la quantité d’oxydes d’azote fonction au moins de la quantité totale de carburant injectée dans les cylindres issue du deuxième moyen de correction 3d.

En se référant à nouveau à la figure 1 , on peut voir que le moyen de commande en cascade 5 comprend un moyen de détermination 6 d’une consigne d’oxygène admis, un moyen de correction 7 de l’injection et un moyen de correction 8 de la pression de suralimentation.

Le moyen de détermination 6 d’une consigne d’oxygène admis, le moyen de correction 7 de l’injection et un moyen de correction 8 de la pression de suralimentation présentent un fonctionnement en cascade illustré par la figure 3.

Sur cette figure, on peut voir que l’écart d’émission d’oxydes d’azote DNOc déterminé par le soustracteur 4 est reçu par un correcteur PID référencé 5a qui émet en sortie une première valeur de commande U. Dans le présent document, une valeur de commande est une valeur variant entre -1 et +1 issue d’un correcteur PID.

La première valeur de commande U est reçue par un premier moyen de saturation 5b apte à en limiter la valeur lorsqu’elle dépasse des limites maximales ou minimales. La limite maximale de valeur de commande ou la limite minimale de valeur de commande sont déterminées par application inverse de la fonction de transfert associée au contrôle de la boucle d’air, notamment au contrôle de la quantité d’oxygène admis. Le premier moyen de saturation 5b émet en sortie une valeur de commande saturée en fonction de l’oxygène U_02_sat à destination du moyen de détermination 6 d’une consigne d’oxygène admis.

Le moyen de détermination 6 d’une consigne d’oxygène admis comprend un moyen de détermination 6d d’une cible de consigne d’oxygène admis, un premier multiplicateur 6b apte à déterminer une correction de la consigne d’oxygène D02 admis en fonction de la valeur de commande saturée en fonction de l’oxygène U_02_sat et d’un facteur lié à la consigne d’oxygène admis fac_02 mémorisé dans une première mémoire 6a, et un sommateur 6c apte à déterminer une consigne d’oxygène admis 02_sp en sommant la cible de consigne d’oxygène admis 02_tgt et la correction de la consigne d’oxygène admis D02.

Lorsque la première valeur de commande U est saturée car elle est supérieure à la limite maximale ou inférieure à la limite minimale, le premier moyen de saturation 5b émet un premier signal de commande flagl , tel qu’un booléen, à destination d’un moyen d’activation 7a du moyen de correction 7 de l’injection, de telle sorte que le moyen de correction 7 de l’injection ne soit actif que si la première valeur de commande U a été saturée par le premier moyen de saturation 5b.

Le moyen de correction 7 de l’injection comprend un moyen de calcul 7b recevant en entrée la première valeur de commande U et la valeur de commande saturée en fonction de l’oxygène U_02_sat et déterminant une deuxième valeur de commande U2 par application de l’équation suivante :

U2=(U-U_02_sat) / 2 (Eq . 2)

La deuxième valeur de commande U2 est reçue par un deuxième moyen de saturation 7c apte à en limiter la valeur lorsqu’elle dépasse des limites maximales ou minimales.

Le deuxième moyen de saturation 7c émet en sortie une deuxième valeur de commande saturée U2_sat.

Un deuxième multiplicateur 7d reçoit la deuxième valeur de commande saturée U2_sat et un facteur lié à la pression de carburant fac_FUP d’une deuxième mémoire 7e et émet en sortie une correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs AFUP. Par facteur, on entend un paramètre à ajuster soit par une calibration sur banc d’essai soit en fonction d’une cartographie liée à la vitesse de rotation du moteur et/ou au couple du moteur.

Un troisième multiplicateur 7f reçoit également la deuxième valeur de commande U2 ainsi qu’un facteur lié à l’avance de l’injection principale fac_SOI d’une troisième mémoire 7g et émet en sortie une correction de l’avance de l’injection principale ASOI. En se référant à la figure 5, on peut voir que le moyen de détermination 6d d’une cible de consigne d’oxygène admis comprend un moyen de détermination 6da de la présence d’un capteur de pression dans le cylindre, un moyen de détermination 6db de la température dans le cylindre et un moyen de calcul 6dc de la cible de consigne d’oxygène admis.

Le moyen de détermination 6da de la présence d’un capteur de pression dans le cylindre détermine la présence d’un capteur de pression dans le cylindre en fonction d’un signal reçu en entrée.

Si aucun signal n’est reçu ou si une valeur hors d’une plage accessible est reçue en entrée, le moyen de détermination 6da de la présence d’un capteur de pression dans le cylindre émet un signal à destination du moyen de détermination d’une cible de consigne d’oxygène admis 02_tgt indiquant l’absence d’un capteur de pression dans le cylindre.

Si une valeur comprise dans la plage accessible est reçue en entrée, le moyen de détermination 6da de la présence d’un capteur de pression dans le cylindre transmet la valeur au moyen de détermination 6db de la température dans le cylindre et émet un signal à destination du moyen de détermination d’une cible de consigne d’oxygène admis 02_tgt indiquant la présence d’un capteur de pression dans le cylindre.

Le moyen de détermination 6db de la température dans le cylindre reçoit la mesure de pression dans le cylindre Pcyl ainsi que la position du vilebrequin lors de la mesure crk et la température Tivc à la fermeture des soupapes admission.

Le moyen de détermination 6db de la température dans le cylindre applique un modèle physique de comportement des gaz dans le cylindre, notamment du type équation des gaz parfait afin de déterminer la température maximale Tmax atteinte dans le cylindre une fois les soupapes fermées.

Le moyen de calcul 6dc de la cible de consigne d’oxygène admis applique un modèle inversé d’émission d’oxydes d’azote choisi en fonction de la présence d’un capteur de pression dans le cylindre.

Si un capteur de pression dans le cylindre est présent, il détermine la cible de consigne d’oxygène admis 02_tgt en fonction d’une cartographie dépendant de la température maximale Tmax atteinte dans le cylindre et de la consigne d’émission d’oxydes d’azote NOx_sp.

Si un capteur de pression dans le cylindre n’est pas présent, il détermine la cible de consigne d’oxygène admis 02_tgt en fonction d’une cartographie dépendant de la quantité totale de carburant injectée dans les cylindres åMF et de la consigne d’émission d’oxydes d’azote NOx_sp. Dans un mode de réalisation particulier, le moyen de calcul 6dc de la cible de consigne d’oxygène admis reçoit et utilise la consigne corrigée d’émission d’oxydes d’azote NOx_sp_cor à la place de la consigne d’émission d’oxydes d’azote NOx_sp lorsque la consigne d’émission d’oxydes d’azote NOx_sp est corrigée en fonction de la température d’air admis Tadm ou de la température du liquide de refroidissement Texch dans le moyen de détermination 2 d’une consigne d’émission d’oxydes d’azote NO x .

En se référant à nouveau à la figure 3, on peut voir que le moyen de correction 8 de la pression de suralimentation reçoit en entrée la deuxième valeur de commande U2, et la deuxième valeur de commande saturée U2_sat et émet en sortie une correction de pression de suralimentation DMAR à destination des moyens de commande de la boucle d’air 9.

Lorsque la deuxième valeur de commande U2 est saturée car elle est supérieure à la limite maximale ou inférieure à la limite minimale, le deuxième moyen de saturation 7c émet un deuxième signal de commande flag2, tel qu’un booléen, à destination d’un moyen d’activation 8a du moyen de correction 8 de la pression de suralimentation, de telle sorte que le moyen de correction 8 de la pression de suralimentation ne soit actif que si la première valeur de commande U a été saturée par le deuxième moyen de saturation 7c.

Le moyen de correction 8 de la pression de suralimentation comprend un moyen de calcul 8b recevant en entrée la deuxième valeur de commande U2 et la deuxième valeur de commande saturée U2_sat et déterminant une troisième valeur de commande U3 par application de l’équation suivante :

U3=2*(U2-U2_sat) (Eq. 3)

Un quatrième multiplicateur 8e reçoit la troisième valeur de commande U3 ainsi qu’un facteur lié à la pression de suralimentation fac_MAP d’une quatrième mémoire 8f et émet en sortie une correction de la pression de suralimentation DMAR.

Dans un mode de réalisation alternatif, illustré par la figure 4, le moyen de calcul 7b émet une deuxième valeur de commande à destination d’un troisième moyen de saturation 7h et d’un quatrième moyen de saturation 7i.

Le troisième moyen de saturation 7h est disposé entre le deuxième moyen de calcul 7b et le deuxième multiplicateur 7d et détermine une valeur de commande saturée U2_FUP_sat correspondant aux valeurs prises par la deuxième valeur de commande limitées entre une valeur limite maximale et une valeur limite minimale liées à la pression de carburant dans le rail d’alimentation des injecteurs. La valeur de commande saturée U2_FUP_sat est alors transmise au deuxième multiplicateur 7d.

Le quatrième moyen de saturation 7i est disposé entre le moyen de calcul 7b et le troisième multiplicateur 7f et détermine une valeur de commande saturée U2_SOI_sat correspondant aux valeurs prises par la deuxième valeur de commande U2 limitées entre une valeur limite maximale et une valeur limite minimale liées à l’avance de l’injection principale. La valeur de commande saturée U2_SOI_sat est alors transmise au troisième multiplicateur 7f.

Lorsque la deuxième valeur de commande U2 est saturée car elle est supérieure à la limite maximale ou inférieure à la limite minimale, le troisième moyen de saturation 7h émet un troisième signal de commande flag21 , tel qu’un booléen, à destination d’un opérateur logique OR référencé 7j.

Lorsque la deuxième valeur de commande U2 est saturée car elle est supérieure à la limite maximale ou inférieure à la limite minimale, le quatrième moyen de saturation 7i émet un quatrième signal de commande flag22, tel qu’un booléen, à destination de l’opérateur logique OR référencé 7j.

L’opérateur logique OR référencé 7j émet un deuxième signal de commande flag2 à destination du moyen d’activation 8a du moyen de correction 8 de la pression de suralimentation, de telle sorte que le moyen de correction 8 de la pression de suralimentation ne soit actif que si la deuxième valeur de commande U2 a été saturée par le troisième moyen de saturation 7h ou le quatrième moyen de saturation 7i.

Le moyen de correction 8 de la pression de suralimentation comprend un moyen de calcul 8b recevant en entrée la deuxième valeur de commande U2, la deuxième valeur de commande saturée en fonction de la pression de carburant dans le rail d’alimentation des injecteurs U2_FUP_sat et la deuxième valeur de commande saturée en fonction de l’avance de l’injection principale U2_SOI_sat et déterminant une troisième valeur de commande U3 par application de l’équation suivante :

U3=2*U2-U2_FUP_sat-U2_SOI_sat (Eq. 4)

Les autres éléments du moyen de commande en cascade 5 correspondent aux éléments décrits en rapport avec la figure 3.

Dans un mode de réalisation alternatif, s’appliquant autant au mode de réalisation illustré par la figure 3 qu’au mode de réalisation illustré par la figure 4, on convertit les valeurs de commande en signaux de commande par multiplication d’une valeur de commande par un facteur prédéterminé avant de réaliser une saturation. Ainsi, chaque saturation porte sur un signal de commande au lieu de porter sur une valeur de commande. Ce mode de réalisation présente l’avantage d’un paramétrage plus aisé dû à l’application de la saturation sur des signaux de commande homogènes à des grandeurs physiques.

En se référant à nouveau à la figure 1 , indépendamment du mode de réalisation du moyen de commande en cascade 5, les moyens de commande de la boucle d’air 9 reçoivent en entrée la consigne d’oxygène admis 02_sp et la correction de pression de suralimentation DMAR. Les moyens de commande de la boucle d’air 9 déterminent une consigne corrigée de pression de suralimentation MAP_sp_cor égale à la somme de la consigne de pression de suralimentation MAP_sp reçue de l’unité de commande électronique de la correction de pression de suralimentation DMAR.

Les moyens de commande de la boucle d’air 9 déterminent et transmettent les commandes appropriées aux actionneurs de l’admission d’air frais en fonction de la consigne d’oxygène admis 02_sp et des commandes aux actionneurs du turbocompresseur de suralimentation en fonction de la consigne corrigée de pression de suralimentation MAP_sp_cor.

Les moyens de commande de l’injection 10 reçoivent en entrée la correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs AFUP et la correction de l’avance de l’injection principale ASOI. Les moyens de commande de l’injection 10 déterminent une consigne corrigée de pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs FUP_sp_cor en sommant la consigne de pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs FUP_sp reçue de l’unité de commande électronique du moteur et la correction de la pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs AFUP.

Les moyens de commande de l’injection 10 déterminent également une consigne corrigée de l’avance de l’injection principale SOI_sp_cor en sommant la consigne de l’avance de l’injection principale SOI_sp reçue de l’unité de commande électronique du moteur et la correction de l’avance de l’injection principale ASOI.

Les moyens de commande de la boucle d’air 9 déterminent et transmettent les commandes appropriées aux actionneurs des injecteurs de carburant en fonction de la consigne corrigée de l’avance de l’injection principale SOI_sp_cor et de la consigne corrigée de pression de carburant du rail d’alimentation des injecteurs FUP_sp_cor.