Brevet FR2892453A1 — publié le 20070427

La présente invention est relative à l'estimation de la pression régnant dans le collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne. L'un des paramètres importants permettant de faire fonctionner les dispositifs antipollution de tels moteurs dans les véhicules automobiles est la pression d'admission, car il permet de déterminer la masse d'air aspirée par le moteur., Ce paramètre est également important dans le cadre des stratégies sur-Ies performances du moteur. Il peut encore servir pour le diagnostic de bon fonctionnement d'un turbo-compresseur, si le moteur à combustion interne en est équipé. La pression d'admission peut naturellement être mesurée par un capteur de pression installé dans la tubulure d'admission du moteur. C'est une solution coûteuse. On a donc déjà pensé à obtenir le paramètre d'une autre façon. C'est ainsi par exemple qu'il est connu par FR 2 885 216 d'estimer la pression d'admission à partir du débit de gaz dans le moteur dont on déduit par le calcul la masse de gaz dans le circuit d'admission, puis de calculer la pression dans le collecteur d'admission en utilisant comme paramètre supplémentaire la température des gaz circulant dans ce collecteur. Cependant, bien que cette méthode de détermination de la pression d'admission donne de bons résultats, elle s'avère être relativement compliquée en particulier en ce qui concerne l'établissement de la valeur du débit de gaz dans le moteur. Elle implique également des moyens de calcul assez importants. L'invention a ainsi pour but de fournir un procédé et un dispositif pour estimer la pression d'admission d'un moteur à combustion interne ne mettant en jeu qu'un minimum de matériel et nécessitant un calcul très simple de la valeur recherchée. L'invention a donc principalement pour objet un procédé pour déterminer la pression régnant dans le collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne remarquable en ce qu'il consiste: - à relever périodiquement la valeur de la pression dans la chambre de combustion d'au moins un cylindre dudit moteur à un instant du cycle moteur proche de l'instant de fermeture de la soupape d'admission dudit cylindre, à modéliser par l'expérimentation le rapport entre la valeur de pression à obtenir et les valeurs de pression relevées, et - à calculer la pression régnant dans ledit collecteur en fonction du modèle ainsi obtenu pour chaque valeur de pression relevée dans ladite chambre de combustion. Grâce à ces caractéristiques, il devient possible d'estimer avec une très bonne approximation la pression dans le collecteur d'admission du moteur sans qu'il soit nécessaire de prévoir un capteur coûteux dans ce collecteur. En effet, pour déterminer ainsi la pression dans le collecteur, on peut faire appel à d'autres capteurs déjà habituellement prévus pour assurer la gestion du moteur, tandis que les moyens de calcul nécessaires sont des plus simples. 1 o Selon d'autres caractéristiques avantageuses de ce procédé: - l'opération de modélisation est réalisée sur la base d'une équation de la forme =A'Ryi, + B 15 dans laquelle: PCoI Pcylrf A et B= pression à obtenir = pression relevée dans la chambre de combustion = constantes déterminées expérimentalement l'instant auquel est relevée ladite pression dans la chambre de combustion au cours du cycle de combustion dudit moteur, correspond de préférence à la position angulaire de 15 du vilebrequin après le point mort bas en fin d'admission. 20 L'invention a également pour objet un dispositif pour estimer la pression régnant dans le collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne, remarquable en ce qu'il comprend: des moyens pour relever la pression dans la chambre de combustion d'au moins un cylindre dudit moteur à un instant du cycle moteur proche de 25 l'instant de fermeture de la soupape d'admission dudit cylindre, et des moyens de calcul qui, d'après un modèle déterminé expérimentalement établissent un rapport entre la pression ainsi relevée et la pression à obtenir, calculent celle-ci en fonction de chaque valeur de la pression relevée dans la chambre de combustion. 30 Selon d'autres caractéristiques avantageuses de ce dispositif: - le modèle mis en oeuvre dans lesdits moyens de calcul est basé sur une équation de la forme: Pcol = A . PcyIrf, + B dans laquelle: Pcoi PcY1ria A et B= pression à obtenir = pression relevée dans la chambre de combustion = constantes déterminées expérimentalement - lesdits moyens de mesure sont agencés pour relever ladite pression à un instant au cours du cycle de combustion dudit moteur, qui correspond de préférence à la position angulaire de 15 du vilebrequin après le point mort bas en fin d'admission. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé sur lequel: - la figure unique est une illustration symbolique de la mise en oeuvre du procédé et du dispositif selon l'invention. En se reportant à cette figure, on reconnaît le schéma d'un cylindre 1 de moteur à combustion interne, celui-ci pouvant être de type essence ou Diesel et comprendre un ou plusieurs cylindres. Sont également représentés un piston 2 délimitant la chambre de combustion 3, une bielle 4, un vilebrequin 5, un collecteur d'admission des gaz 6 et un dispositif 7 d'échappement des gaz. Selon l'exemple de réalisation représenté, au moins l'un des cylindres du moteur est également équipé d'un capteur 8 mesurant en permanence la position angulaire du vilebrequin 5 et d'un capteur 9 permettant de mesurer la pression dans la chambre de combustion 3. A la place de ces capteurs, on peut également prévoir des moyens équivalents capables de fournir respectivement l'un et l'autre paramètres. La valeur 9 relevée par le capteur 8 représente l'angle instantané du vilebrequin 5 et celle po relevée par le capteur 9, la pression instantanée dans la chambre de combustion 3. Elles sont appliquées à un dispositif de calcul 10 qui peut être mis en oeuvre par exemple au sein du programme du calculateur de bord du véhicule automobile ou être réalisé sous la forme d'un dispositif de calcul autonome. 3o Le dispositif de calcul 10 comprend un bloc fonctionnel 11 qui détecte une valeur prédéfinie 9rfa de la position angulaire du vilebrequin. L'instant correspondant à cette position angulaire est choisi proche de l'instant de fermeture rfa de la soupape d'admission (référencée 6a sur la figure) au cours de chaque cycle du moteur. A titre d'exemple, on peut choisir la position angulaire de 15 du vilebrequin après le point mort bas en fin d'admission. Les valeurs prédéfinies successives 6rfa déterminées dans le bloc fonctionnel 11 sont corrélées avec les valeurs de pression po relevées aux instants correspondants par le capteur 9, opération qui est effectuée par le bloc fonctionnel 12. La valeur de pression appelée pcy, r est très proche de celle de la pression régnant dans le collecteur d'admission 6. Pour calculer la valeur de la pression recherchée, on établit au préalable un modèle du rapport entre la pression pCY, , et la valeur de pression lo recherchée pu), régnant dans le collecteur d'admission 6. Cette modélisation peut être réalisée sur chaque moteur individuellement ou éventuellement sur un moteur type pris dans une série de moteurs de même modèle pour être valide pour tous les moteurs de cette série. La modélisation est faite de préférence sur la base d'une équation de la forme: 15 P col A i CYlr(a + B dans laquelle A et B sont des constantes déterminées à calibrer expérimentalement lors de la modélisation. Dans un exemple concret de 20 moteur type on a relevé pour ces constantes les valeurs suivantes: A=0,98 et B=2526 Le procédé selon l'invention consiste enfin lors du fonctionnement de chaque moteur concerné à opérer le calcul de la pression dans le collecteur 25 d'admission 6, au cours de chaque cycle de combustion, en fonction de la valeur de pression relevée dans la chambre de combustion 3. Cette opération de calcul est illustrée sur la figure par le bloc fonctionnel 13. Le procédé selon l'invention permet ainsi d'estimer la valeur pco, de la pression dans le collecteur d'admission 6 d'un moteur à combustion interne en 30 ne mettant en oeuvre que très peu de moyens de calcul et moyennant des capteurs qui de toute manière sont prévus habituellement pour gérer le fonctionnement du moteur. Il s'est avéré que la pression pool ainsi estimée se rapproche de très près des valeurs qui seraient mesurées in situ dans le collecteur d'admission à l'aide d'un capteur qui y serait spécialement placé à 35 cet effet. Grâce à l'invention, on peut faire l'économie d'un tel capteur. REVENDICATIONS 1. Procédé pour estimer la pression régnant dans le collecteur d'admission (6) d'un moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'il consiste: - à relever périodiquement la valeur de la pression dans la chambre de combustion (3) d'au moins un cylindre (1) dudit moteur à un instant du cycle moteur proche de l'instant de fermeture de la soupape d'admission (6a) dudit cylindre (1), - à modéliser par l'expérimentation le rapport entre la valeur de pression à obtenir (pco,) et les valeurs de pression relevées (p,yIrf, ), et - à calculer la pression (pcol) régnant dans ledit collecteur (6) en fonction du modèle ainsi obtenu pour chaque valeur de pression (p,yl relevée dans ladite chambre de combustion (3). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de modélisation est réalisée sur la base d'une équation de la forme pool = A PC 1.fa + B dans laquelle: Pco~ Pc)1 rra A et B = pression à obtenir = pression relevée dans la chambre de combustion = constantes déterminées expérimentalement 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'instant auquel est relevée ladite pression dans la chambre de combustion correspond, au cours du cycle de combustion dudit moteur, à la position angulaire (9) de 15 du vilebrequin (5) après le point mort bas en fin d'admission. 4. Dispositif pour estimer la pression régnant dans le collecteur d'admission (6) d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il 25 comprend: des moyens de mesure (8, 9, 11, 12) pour relever périodiquement la pression (p,y1 ) dans la chambre de combustion (3) d'au moins un cylindre (1) dudit moteur à un instant du cycle moteur proche de l'instant de fermeture de la soupape d'admission (6a) dudit cylindre, etdes moyens de calcul (13) qui, d'après un modèle déterminé expérimentalement établissent un rapport entre la pression ainsi relevée (puy, ) et la pression à obtenir (pcoi), calculent celle-ci en fonction de chaque valeur de la pression relevée dans la chambre de combustion (3). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le modèle mis en oeuvre dans lesdits moyens de calcul (13) est basé sur une équation de la forme: pcoi = A . p,yl 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure (8, 9, 11, 12) sont agencés pour relever ladite pression à un instant qui correspond, au cours du cycle de combustion dudit moteur, à la position angulaire de 15 du vilebrequin (5) après le point mort bas en fin d'admission. 7. Moteur à combustion interne équipé d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6.