Brevet FR2928968A1 — publié le 20090925

REN075FR / PJ8702 - dépôt DA 1 L'invention concerne un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne pour véhicule automobile, un groupe motopropulseur à combustion interne et un véhicule automobile en tant que tels mettant en oeuvre un tel procédé de gestion. La gestion d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile consiste à gérer différents actionneurs et capteurs relatifs à un moteur afin de déterminer les caractéristiques de la combustion interne du moteur. Elle est généralement mise en oeuvre à l'aide d'un calculateur, appelé UCE (Unité de Contrôle Electronique), qui comprend dans une mémoire des lois de comrnande et des paramètres de calibration. Dans ce cadre, l'UCE met en oeuvre des modèles de calcul de grandeurs physiques représentant le fonctionnement du moteur, grâce à des moyens logiciels et/ou matériels. Ces modèles peuvent remplacer des capteurs ou valider les mesures de capteurs et/ou établir des lois de contrôle. Notamment, la gestion du moteur, particulièrement diesel, nécessite la connaissance de la pression absolue. Cette grandeur physique sert dans de nombreux modèles mis en oeuvre lors de la gestion d'un moteur, comme celui du calcul du chargement en particules de suies d'un filtre à particules d'un système de post-traitement des gaz d'échappement, sur la base de la variation de pression différentielle entre l'amont et l'aval du filtre à particules. Elle peut aussi servir à retrouver la pression aval turbine du turbocompresseur. La pression absolue dans la ligne d'échappement d'un véhicule est généralement calculée à partir de la perte de charges de la ligne d'échappement o,P et de la pression atmosphérique. La relation utilisée est: Pabsolue = Patmosphérique + tP La formulation de la perte de charge dans la ligne d'échappement REN075FR / PJ8702 - dépôt DA 2 s'exprime souvent sous la forme de polynômes du second ordre, fonction du débit des gaz: d'échappement (débit massique Qm ou débit volumique Qv). L'inconvénient majeur de cette approche est qu'elle ne tient pas compte du fait que la pression absolue dépend aussi de la température de la ligne d'échappement, ce qui donne des approximations imprécises et insatisfaisantes. Pour cela, il faudrait faire dépendre de la température les coefficients des polynômes. Cette méthode serait toutefois laborieuse à implémenter car elle exigerait une cartographie complexe, difficile à établir. Ainsi, l'objet de l'invention est donc d'améliorer la gestion d'un moteur à combustion interne pour véhicule automobile. Plus précisément, l'objet de l'invention consiste à déterminer une solution de gestion qui exploite un procédé précis et simple de détermination de la pression absolue de la ligne d'échappement d'un véhicule automobile. A cet effet, l'invention repose sur un procédé de gestion d'un moteur de véhicule automobile, comprenant un procédé d'estimation de la pression absolue (Pabsoaue), caractérisé en ce que ce procédé d"estimation de la pression absolue comprend les étapes suivantes : -détermination de la section efficace (Se) de la ligne d'échappement ; -estimation de la température moyenne (Tmoy) de la ligne d'échappement ; -calcul de la pression absolue (Pabsolue) en fonction de la 25 température moyenne (Tmoy) et de la section efficace (Se) déterminées aux étapes précédentes. La pression absolue (Pabsolue) peut être déterminée par l'équation suivante : REN075FR / PJ8702 - dépôt DA 3 Pabsolue = Patmosphérique * [1 + ((Qm/ Se)2 r Tmoy / Patmosphérique2) Où Qm est le débit massique des gaz d'échappement et Patmosphérique la pression atmosphérique. La section efficace (Se) de la ligne d'échappement peut être obtenue par au moins un essai. La température moyenne (Tmoy) peut être calculée sur la base d'un modèle d'évolution de la température dans la ligne d'échappement. Le procédé peut de plus comprendre une estimation de la masse volumique des gaz d'échappement égale à une valeur moyenne obtenue à une pression moyenne (Pmoy) dans la ligne d'échappement définie par la relation Pmoy = Patmosphérique + OP/2 où AP représente la perte de charge au niveau de la ligne d'échappement. Le procédé peut mettre en oeuvre un procédé de calcul du chargement en particules de suies d'un filtre à particules d'un système de post-traitement des gaz d'échappement, sur la base de la variation de pression différentielle entre l'amont et l'aval du filtre à particules, en calculant la pression absolue selon le procédé des revendications précédentes. L'invention porte aussi sur un groupe motopropulseur pour véhicule automobile, comprenant une ligne d'échappement et une Unité de Contrôle Electrorlique (UCE), caractérisé en ce que l'UCE met en oeuvre un procédé de gestion du moteur tel que décrit précédemment. La ligne d'échappement peut comprendre un filtre à particules et la pression absolue (Pabsolue) peut être définie par la pression des gaz d'échappement à la sortie du filtre à particules. REN075FR / PJ8702 - dépôt DA 4 L'invention porte aussi sur un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un groupe motopropulseur tel que décrit précédemment. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un rnode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec l'unique figure jointe qui représente schématiquement une ligne d'échappement d'un véhicule automobile. La figure 1 illustre donc la ligne d'échappement 1 d'un véhicule automobile, qui comprend un filtre à particules 2 et une sortie 3 des gaz vers l'atmosphère, ces gaz provenant de la combustion d'un moteur 4. L'ensemble de ce groupe motopropulseur est géré par un calculateur UCE, qui met notamment en oeuvre un procédé de gestion incluant un procédé d'estimation de la pression absolue. Selon le procédé de gestion de l'invention, la perte de charge dans la ligne d'échappement 1 peut s'écrire selon les lois de Bernouilli par l'équation suivante : LP=0.5pv2 Où p représente la masse volumique des gaz dans la ligne d'échappement 1, V représente la vitesse des gaz dans la ligne d'échappement 1, et est le coefficient de perte de charges qui dépend principalement de la 25 géométrie de la ligne d'échappement. Pour une ligne d'échappement 1 donnée, nous supposons ce coefficient constant. REN075FR / PJ8702 - dépôt DA 5 De plus, dans la ligne d'échappement, le débit massique Qm des gaz d'échappement vérifie l'équation suivante: Qm = p V S où S représente la surface de passage des gaz. L'équation de Bernouilli peut ainsi s'écrire : 5 AP = (1/2p) (Qm/S)2 Comme la surface efficace Se est définie par Se = S/' , on obtient l'équation : A P = (1/2p) (Qm/ Se)2 Puisque le coefficient de perte de charges est constant pour une ligne 10 d'échappement donnée, la surface efficace Se est également constante. Selon une étape préalable du procédé, cette surface efficace Se est déterminée par un essai. La relation des gaz parfaits appliquée aux gaz d'échappement s'écrit: P=prT soit p=P/(r T) 15 Selon une caractéristique essentielle du procédé de gestion de l'invention, la masse volumique p et la température T des gaz sont déterminées comme égales à une valeur moyenne sur l'ensemble de la ligne d'échappement, depuis l'aval du filtre à particules jusqu'à la sortie 3 du silencieux. 20 Ainsi, cette masse volumique moyenne des gaz sera obtenue à la pression moyenne Pmoy de la ligne d'échappement définie par : Pmoy = Patmosphérique + AP/2 . REN075FR / PJ8702 - dépôt DA 6 La température moyenne Tmoy est calculée sur la base d'un modèle d'évolution de la température dans la ligne d'échappement. En intégrant ces derniers éléments dans l'équation de Bernouilli rappelée précédemment, nous obtenons : AP = 0.5 (Qm/ Se)2 [r Tmoy / (Patmosphérique + AP/2)] Cette équation est finalement un polynôme du second ordre dont l'inconnue est la perte de charge AP. Sa résolution permet d'obtenir la valeur de la perte de charge : AP = -Patmosphérique + [Patmosphérique2 + (Qm/ Se)2 r Tmoy] Comme la pression absolue est définie par : Pabsolue = Patmosphérique + AP Nous obtenons Pabsolue = Patmosphérique * [1 + �Q,/ Se)2 r Tmoy / Patmosphérique2) ] (1 ) Ainsi, le procédé de gestion du moteur comprend un procédé de détermination de la pression absolue de la ligne d'échappement du véhicule, avantageusement mis en oeuvre par l'UCE du véhicule qui comprend un logiciel de calcul. Ce procédé comprend les étapes principales suivantes : -détermination de la section efficace (Se) de la ligne d'échappement ; -estimation de la température moyenne (Tmoy) de la ligne d'échappement ; -calcul de la pression absolue (Pabsolue) en fonction de la 25 température moyenne (Tmoy) et de la section efficace (Se) déterminées aux étapes précédentes. REN075FR / PJ8702 - dépt DA 7 Cette pression absolue pourra avantageusement être précisément définie par l'équation (1) explicitée ci-dessus. Ainsi, la solution décrite atteint bien les objets recherchés et présente les 5 avantages suivants : le calcul de la pression absolue est précis car il tient compte de la température des gaz d'échappement ; ce calcul est de plus très simple car il ne nécessite l'identification que d'un seul paramètre, la section efficace ; 10 ce calcul permet un gain en précision de l'ordre de 30% lors de départ à froid par rapport aux méthodes de l'état de la technique. Revendications 1. Procédé de gestion d'un moteur de véhicule automobile, comprenant un procédé d'estimation de la pression absolue (Pabsolue), caractérisé en ce que ce procédé d'estimation de la pression absolue comprend les étapes suivantes : - détermination de la section efficace (Se) de la ligne d'échappement ; -estimation de la température moyenne (Tmoy) de la ligne 10 d'échappement ; - calcul de la pression absolue (Pabsolue) en fonction de la température moyenne (Tmoy) et de la section efficace (Se) déterminées aux étapes précédentes. 15 2. Procédé de gestion d'un moteur de véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression absolue (Pabsolue) est déterminée par l'équation suivante : Pabsolue = Patmosphérique * I [1 + ((QmI Se)2 r Tmoy / Patmosphérique) 1 Où Qm est le débit massique des gaz d'échappement et Patmosphérique la 20 pression atmosphérique. 3. Procédé de gestion d'un moteur de véhicule automobile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la section efficace (Se) de la ligne d'échappement est obtenue par au moins un essai. 4. Procédé de gestion d'un moteur de véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température moyenne (Tmoy) est calculée sur la base d'un modèle d'évolution de la température dans la ligne d'échappement. 2525 REN075FR / PJ8702 - dépt DA 9 5. Procédé de gestion d'un moteur de véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une estimation de la masse volumique des gaz d'échappement égale à une valeur moyenne obtenue à une pression moyenne (Pmoy) dans la ligne d'échappement définie par la relation Pmoy = Patmosphérique + AP/2 où AP représente la perte de charge au niveau de la ligne d'échappement. 6. Procédé de gestion d'un moteur de véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un procédé de calcul du chargement en particules de suies d'un filtre à particules (2) d'un système de post-traitement des gaz d'échappement, sur la base de la variation de pression différentielle entre l'amont et l'aval du filtre à particules, en calculant la pression absolue selon le procédé des revendications précédentes. 7. Groupe motopropulseur pour véhicule automobile, comprenant une ligne d'échappement (1) et une Unité de Contrôle Electronique (UCE), caractérisé en ce que l'UCE met en oeuvre un procédé de gestion du moteur selon l'une des revendications précédentes. 8. Groupe motopropulseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la ligne d'échappement (1) comprend un filtre à particules (2) et en ce que la pression absolue (Pabsolue) est définie par la pression des gaz d'échappement à la sortie du filtre à particules (2). 9. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un groupe motopropulseur selon l'une des revendications 7 ou 8. 30