Brevet FR2974392A1 — publié le 20121026

PRO E E DE DIAGNOSTIC DE DEFAILLANCE DN MOTEUR SURALIMENTE ET' MOTEUR SURALIMENTE DOMAINE jECHNIQV ______ L'invention concerne un procédé de diagnostic de défaillance d'on moteur à combustion interne suralimenté, équipé d'un turbocompresseur à géométrie variable, monté par exemple sur un véhicule automobile. ART ANTERIEUR, IO La suralimentation en air d'un moteur permet d'augmenter les performances du moteur en admettant, pour la combustion du carburant, une masse d'air plus grande que dans un moteur atmosphérique de cylindrée équivalente. Un dispositif de suralimentation peut comprendre un turbocompresseur, 15 comportant d'une part un compresseur qui alimente le moteur en air à une pression supérieure à la pression atmosphérique, et d'autre part, une turbine traversée par les gaz d'échappement du moteur. La puissance fournie à la turbine par ces gaz d'échappement est transmise, par l'intermédiaire d'un arbre, au compresseur qui comprime Vair aspiré de 20 l'environnement extérieur à une pression dite pression de suralimentation. De nombreux moteurs sont équipés d'un turbocompresseur' à géométrie variable (également connu sous l'acronyme TGV). La turbine est alors équipée d'ailettes à orientation variable, dont la position angulaire est pilotée par un actionneur pour modifier la section de passage des gaz d'échappement dans la 25 turbine, de façon à faire varier la puissance prélevée par la turbine sur ces gaz ci ainsi à modifier la pression de suralimentation.. Avec la tendance actuelle à augmenter la performance spécifique des moteurs, les valeurs de pression de suralimentation demandées artE turbocompresseurs sont de plus en plus élevées Les turbocompresseurs sont très 30 sollicités mécaniquement, ce qui affecte leur fiabilité. Tl est donc important de cohtr8ler précisément leur état de fonctionnement de diagnostiquer l'apparition de toute défaillance mécanique de manière, par exemple, à limiter les performances du moteur' et/ou à alerter le conducteur de la nécessité d'une réparation, D'autre part, ces défaillances mécaniques sont souvent précédées d'un défaut de régulation de la pression de suralimentation du turbocornpresseur, qui peul conduire à un dépassement du niveau légal des émissions polluantes du moteur. Les normes OBb (de l'anglais ; On Board blagnosis) relatives au diagnostic embarqué à bord des véhicules imposent d'alerter le conducteur d'un tel 1 dépassement, Il est donc important de diagnostiquer la défaillance ou le dysfonctionnement d'un turbocompresseur pour répondre à ces normes, On conne plusieurs procédés de diagnostic de défaillance qui sont fondés sur des mesures de signaux mécaniques provenant d'un turbocompresseur et la comparaison de leur niveau par rapport à un seuil, Le dépassement du seuil est 15 alors représentatif d'un endommagement mécanique du turbocompresseur, Par exemple, ln publication bE- 402007052453 divulgue un procédé qui consiste à mesurer les vibrations émises pas le corps d'un turbocompresseur et à en comparer le niveau obtenu par rapport à un niveau de référence mesuré sur un turbocompresseur intact, Cette méthode est destinée à mettre en évidence une 20 usure de butée axiale d'un turbocompresseur, b'une manière voisine, la publication bE-A-1020070369136 divulgue une méthode d'acquisition du déplacement axial et/ou radial des ailettes ou de la roue de la turbine d'un turbocompresseur, et de sa transformation par des méthodes mathématiques, en un signal utilisable pour diagnostiquer un défaut de rotation de 25 l'arbre d'un turbocompresseur à l'intérieur de ses paliers. Ces méthodes permettent de diagnostiquer certaines défaillances mécaniques d'un turbocompresseur, mais elles ne disent rien des performances du turbocompresseur, c'est-à-dire de se capacité a comprimer Fair à la pression de suralimentation nécessaire à l'atteinte d'un couple moteur requis par le conducteur dia véhicule par enfoncement de la pédale d`accél ration. Pour pallie cet inconvénient, d'autres méthodes .de diagnostic., basées saur des mesures directes de paramètres de fonetienneffient des turbocompresseurs et plus particulièrement sur une valeur de preSeidii représentative de Id pression de suralimentation, ont été proposées'. Par eiinple,. publication FR-A-29232e divulgue tin procédé de détection d'une avarie dens un système de .suralimentation en air basée sur la mesure en continu de la pression des gaz d'échappement en amont de. la turbine,. consistant à vérifier que le moteur trouve dans i.in état de régulation lequel le turbocompresseur est commandé grâce àIa pression avant turbine Pavt.; mesurer périodiquement cette. pression avant turbine Pet pour chaque esure, calculer vdieur &Ott. Pavt Pet. , dans. laquelle l')civtL. est une valeur de consigne de la pression avasnt turbine APavt est supérieure ou égale à zéro, lui retrancher une valeur prédéterminée dite de « bande nidrte>:i.. ..M qarder. valeurS posltives. sinpn remplacer par zéro calculer une intégrale cours du temps de rédart de boucle de pression t ,f.14f'avt-eMl ;. si t est supérieure à un. seuil. prédéterminé, diagnostiquer un état de défaillance; Un tel procédé permet de mettre en évidence des problèmes fonctionnel x. 25 (c'est-à,-dire, de. capacité. . suralimenter) d«in turbocompresseur, et non pas seule cent des &Minages Toutefois,. n'est actif que lorsque pressiôei de Suralimentation' est régulée en boucle fermée pour répondre 4 la requête de couple émise par le conducteur, ce qui n'est pas toujours le e s. En. petitde,. la zone régime-charge du cycle dhomologation: européen. idane 15 20 laquelle les émissions polluantes du. moteur sont calculées, recouvre souvent une large zonefehttiohheffiet régime,charge du moteur des laquell la suralimentation n'est activée .qu'en bonde ouverte. Le. diagnostic décrit précédemment y. est donc indéret et ne répond pas aux normes 013D qui imposent de foire un clitetie dans toutes les conditions de fonctionnement du moteur. Un tel procédé présente plusieurs autrYes inconvénients 11. n'est efficace que lorsque la ..consigne de pression suralimentation varie aSse lentement,, souffre. d'un manque e t'r cc on Car le..Seuil de détection (c'est- à-dire la valeur de la bande morte) doit être assez élevé pour tenir compte des variations normales de lia précision de..la régulation, rie peut diagnostiquer les défaillances du tebocompr}esseur gué lorsque la messie. .ode. sur alirrien ation rie parvient pas à être régulée 1 .5 autour` d e s d consigne, En. d'entres termes, ne 'peut diagnostiquer aucun défaut tant que la pression suralirnentatieh est Maintenue autour r :de sa consigne graee à.: orie des ailettes gui parvient à compenser une perte de. rendement ahormdle de... la turbine du compresseur. .20 .RESUME bF INVENTION. Vinvention. vise à remédier aux défauts des procédés de diagnostic de défaillance connus, en proposent une stratégie de détection qüi est indépendante des performances et de l'activation de 1e. r4égulation erg boucle ferrnée de la pressions de suralimentation ., précise et fonctionnant de manière .continue. 25 Elle propose pour cela de calculer une. première et une seconde valeurs estimées de ta puieançe de la turbiné, ciedeu rncitlières :distirictée La première valeur estimée est calculée à. partir Un premier ensemble de paramètres associés eu circuit d'admission d'air du moteur, comprenant agiE impins la pression de. l'air à l'entrée du 2974392 - 5. - CoMpresSeOrs lca pression de uralimentations le .débit masique de: l'air traversant le compresseur et la température de l'air à. rentrée dE compresseur. Le seconde valeur eStiMée est calculée partir d'un .second ensemble de paramètres dont certains Sont associés eu circuit d'échappement déS.gai brûlés duMeeür, Cet ensemble comprend au moins la pression des gaz déchappenient 4 la sortie de la turbine, le débit massique des traversant. la tebines la température des gaz 6 rentrée. de la turbines. 'une position de l'actionneur actionnant les ailettes de in turbine,. et le riraae de rotation du turbocompresseur, c'est-à-dire: le régime de rotation de son arbre, auquel le compresseur et turbine sent liés en rotation. LInventien prévoit de calculer le rapport de. le seconde Valeur estimée divisée par fa première valeur estimée, et de comparer ce rapport àE un seuil prédéfini, au-0e duquel on conclut .une défaillance du metear suralimenté On alertealors le cnducteEEr, par exemple en alluniet un Voyant cià tableau de bord du véhicule, L'invention propose aussi un moteur à combustion interne équipé d'un turbocompresseur A. géométrie variables apte à la mise en cap rvE~e du procédé de 2 diagnostic de défaillance. b'nutres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront a la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés dans lesquels, 25 la figure t est une représentation schématique, d'un moteur à combustion interne suralimenté, d'un turbocompresseur à géométrie variable qui équipe ce moteurs et d'uer certain nombre de pièces constituant le circuit d'admission d'air du moteur ainsi que le circuit d'échappement des gaz brûlés dans le moteur, et 2974392 - la figure 2 est Lm diagramme qui illustre un mode de réalisation du procédé de diagnostic de défaillance selon l'invention. DESCRIPTION bETAILLEE DES FIGURES La figure 1 représente schématiquement un moteur à combustion interne 1, 5 monté par exemple sur un véhicule automobile (non-représenté), équipé d'un turbocompresseur à géométrie variable 2, et associé à un certain nombre de pièces composant le circuit d'admission d'air du moteur et le circuit d'échappement des gaz brûlés du moteur. Le circuit d'admission d'air comporte un premier tuyau d'arrivée d'air frais .10 3 dont une extrémité amont débouche par exemple sous le capot du véhicule, et dont l'autre extrémité aval est reliée a un filtre à air 4. Le tuyau d'arrivée d'air frais 3 est muni d'un premier capteur, de pression d'air 5. Un deuxième tuyau d'air 6, dit tuyau de liaison filtre-débitmètre 6, relie le filtre à air A à un débitmètre 7 qui mesure le débit massique d'air aspiré sous le 15 capot du véhicule, Un troisième d'air 8, dit de Eiaison débitmètre- turbocompresseur 8, relie le débitmètre 7 à rentrée du compresseur 9 du turbocompresseur 2. Ce tuyau de liaison débitmètre-turbocompresseur 8 est muni d'un capteur de température d'air IO agencé au voisinage de l'entrée du 20 compresseur 9. La sortie du compresseur 9 est reliée à, Une extrémité amont d'un quatrième tuyau d'air II, dit tuyau de liaison turbocompresseur-refroidisseur 11, L'autre extrémité aval de ce tuyau de, liaison turbocompresseur il est reliée à un refroidisseur d'air 12 (aussi connu sous l'acronyme RAS, d'après les majuscules de 25 l'expression Refroidisseur d'Air 5uralimenté)i Un cinquième tuyau d'air 13, dit tuyau de liaison refroidisseur-moteur 13, relie le PAS 12 à l'entrée du moteur 1, par exemple à un répartiteur d'air d'admission, Ce tuyau de liaison refroidisseur-moteur 13 est muni d'un deuxième capteur de pression d'air 14i 2974392 - 7 - Le...Meteor 1, dont ici un seul cylindre est représente en. coupe, comporte de. Manière connue. u.n carter -cylindre: 15 délimitant au moins un cylindre 14, un piston 17 apte coulisser dans cylindre 16. sous faction «une bielle 1.8i rare _ culasse 19 délimitant ciu moins .une chambre de combustion 20 pourvue dura dandûit cradmiSSion dair. 21, d'une soupape, «admission 22, d'un injecteur 23 potin l'injection de carburant, p.cir exemple du gazole, dans la chambré ?0, d'un conduit d'échappement d'air 24 .et 10 d'une Soupape d'échapper ent 25, Le circuit créChappe riet des gaz brûlés du: moteur comporte un collecteur d'échappement .26 qui .:relie. le sertie moteur 1. à rentrée de la turbine 27 du turbocompresseur 2. La sorte de la turbine 27 reliée à une extrémité amont est tuyau «échoppertent des gaz brûlés. dit tuyau de liaison turbocompresseur-pot catalytique 28; .L'autre extrémité dece tuyau de liaison 28 est reliée rentrée rein .dispositif de dépollution 29, par exemple un pot catalytique 29 quetré Voies, qui se présente ici .Sous. la forme d'un catalyseur d'oxydation 30 et «un filtre ...à particules 31 monté à. distance du catalyseur d'oxydation 30,.. entre lesquels es loge troisième capteur de pression d`cur 32. .20 La. sortie du dispositif de dépollution 29 est reliée é' urge iigra d'échappement 3.3 du véhicule, turbocompresseur le compresseur qui fait partie du circuit dadmission. en air du moteur 1,. et la turbine 27; qui fait partie du circuit achoppement .des gaz brûlés dE. .moteur L teboeffinpresSeUr comporte un 25 arbre 34.auquel. le compresseur 9. et la turbine. 27 Sont liés en ilotatiion>. Le turbocompresseur 2 comprend de ailettes 35 à orientation variable, dont l'inclinaison permet de faire. varier la section de passage des gaz à l'intérieur de la turbine 7. L'Orientation dei ailettes 35 est commandée par un actionneur' 3 & par exemple- orne tige 36., Un moyen de détermination 37 par exemple Egin capteur,. permet de mesurer une voleur représentative de l'orientaton des ailettes Cette valeur peut être une position de. l'actionneur 3b, par le déplacement axial de la tige. 36. b'une connue, le mode de fonctiannemen. du. moteur 1. est .Ie be rair provenant du capot du véhicule, A. le pression atmospl'.iérique.1 ,,:,,,., parcourt circuit d'admission dü moteur 1. dans le sens des fléches: Il est 0-bord f=iltré dane le filtre o air 4 pais compresse par le compresseur 9,. refroidi ensuite. dans le RA5 et admis dans lés chambres decoMbuetion 2Q du moteur 1. via la pipe. dadMieSion 2aest ouverte. n. fonction du régime du mater: .AT;,,,,; crune .consigne de couple moteur traduisant rènfoncementde la pédale (nonreprésentée) véhicule. par le conducteur,. urf calculateur (non-représenté) du Moteur détermine un débit Massique de carburant 1,,4, injecter dans chaque chambre de combustion 20, et commande l'ouverture de .riiijectear 23 de façon injecter lle '15 carburant quand Ie .piSton 17 se trouve da vaisiride. du point mort haut de combustion dl'intérieur du.cylindre 16... Les e. brûlés. résultant de. la combustion dans la chambre 20 du carburant cive- Voir sont expulsés de la chambre 20 pendant le temps d'échappement, le soupape d'échappement 24 étant ouverte. .Les gaz passent par le collecteur 20 d'échappement 26 et ils traversent ensuite la turbine 27 dont ils sortent. détendus;..c%st-a,diree une pression plus faible qu'a l'entrée de la turbiné 27. 1.41. pression des. gaz d'échappement à la sortie. de là turbine 27 est d'autant plus faible, et l'énergie fournie par ces gez à.. a. turbine 27 ...cet d'autant Ode grande, que l'Orientation des ailettes 35' réduit la section de passage des .:gaz â. 25 travers la turbine 27. I....orieri.tation des :ailettes 35 est par exemple coE mandée en. boucle ouverte par le. calculateur du moteur 1. en fonction par exemple de ld consigne de couple moteurC,,,,,;., 1,"énergie de détente. des gaz d'échappement est récupérée par la. turbine 2974392 - 9 -- 27 et transmise, par l'intermédiaire de l'arbre 34, au compresseur 9 e compression de l'air, à l'admission du moteur. Les gaz d'échappement détendus sont évacués vers le pot catalytique 29 puis, après élimination des polluants, sont rejetés dans l'atmosphère par le pot 3 d'échappement 33, r La figure 2 présente un diagramme illustrant un exemple de procédé de diagnostic de défaillance d'un moteur 1 à combustion interne suralimenté équipé d'un turbocompresseur 2 à géométrie variable selon l'invention, Çalcul d'or epremfière valeur ?gimée de laid .. ssançg'. . e Ja turbine: tir Le procédé comporte une première étape 100 de calcul d'une première valeur' estimée de la puissance de la turbine POW';,pe (exprimée en Watts) à partir d'un premier ensemble de paramètres associés au circuit d'admission d'air du moteur 1, cet ensemble comprenant au moins o) la pressien P: de Pair à l'entrée du compresseur, 15 b) la pression Pd, de l'air à la sortie du compresseur, dite aussi pression de suralimentation, c) le débit massique de Pair traversant le compresseur> et d) la température 7. de l'air à l'entrée du compresseur. L'étape 100 permet aussi, au cours d'une sous-étape 130, de calculer une 20 valeur estimée du régime de rotation du turbocompresseur N,,. (exprimé par exemple en tours par minute), qui peut avantageusement faire fonction de donnée d'entrée pour l'étape de calcul 200 comme il sera expliqué plus loin. L'étape 100 comprend une première sous-étape 110 de calcul du taux de compression PR, du compresseur 9, défini comme le rapport entre la pression 25 1%. de l'air à la sortie du compresseur divisée par la pression de l'air à l'entrée du compresseur selon l'équation (El) (El» pR =LA_ (. i j` 2974392 -10 Par exemple, la pression P,, à l'entrée du compresseur 9 peut être calculée comme la différence entre la pression atmosphérique (mesurée par le capteur de pression 5) et les pertes de barges, c'est-à-dire la chute de pression, dans le filtre à air 4, selon réquation (E2) (E2) = eaffi.O f ) dans laquelle l'expression J..'m,e«,»représente les pertes de charges dans le filtre à air 4 sous la forme d'une fonction Jr,., du débit massique &lie fil; (mesuré par le débitmètre. 7), qui peut être prédéterminée par des essais sur le filtre à air 4, puis stockée dans le calculateur du moteur 1. IO Par exempte, la pression à la sortie du compresseur 9 peut être calculée comme la somme de la pression de l'air o la sortie du RAS «mesurée par le t i, deuxième capteur de pression 14) et des pertes de charges, c'est-à-dire de la chute de pression, dans le RAS 12, selon l'équation «D) : (E3) = Pve + fze(w,) 15 dans laquelle l'expression ,Ç,,,(W,)reprsente: les pertes de charge dans le RAS 12 sous la forme d'une fonction Ji, ,'4, du débit Cette fonction peut être prédéterminée par des essais sur le RAS 12 puis stockée dans le calculateur du moteur 1, L'étape 100 comprend une deuxième sous-étape 120 lors de laquelle on 20 détermine le rendement du compresseur 9> défini comme le rapport entre la puissance absorbée par l'air comprimé (c'est-àdire la puissance reçue par l'air au cours de sa compression dans le compresseur 9), divisée par la puissance que le compresseur 9 reçoit de l'arbre 34. Cette sous-étape 120 est fondée sur le modèle suivant. 25 Les fabricants de turbocompresseurs 1 caractérisent habituellement les performances d'un compresseur 9 par deux relations, La première relation relie le taux de compression PR, du compresseur 9 au régime de rotation du compresseur -. -. et au débit massique. d'air traversant le compresseur > Le seconde relation relie. également rendement du coin presseur au régime de roteation de compresseur et au débit traversant le compresseur 9, Ces relations sent généralement fournies sous forme de cartographies o-ret .:..,,r à. doux entrées, pour Io plage de régime -.et de débit de fonctionnement du compresseur , dans les conditions de référence choisies par le fabricant pour établir ces caractérisationS bonc...d"essais, Plus précisément, le fabricant fige: a conditions de température et de. pression en amont compresseur 9, respectivement à de valeurs T,.e....etPe qui lui sont propres, et cartographie les de x relations fournissant le taux de compression PR,: et le rendes e nt pour des régiMes de .9.,. dits régimes de compresseur de référence. et des débits de compresseur 9,.. dits débits de compresseur d référence mesurée dans ces canditioe, sous la forme de deux équations (E.4)...et. (E5.) (. .w. ..) et. (E4) PR (E5) fe.yi 'C,eie Pour estimer le taux de compression P& et/dû. rendeMent correspondent à .un régime. de turbocompresseur et/da à un débit W. mesurés dans des conditions autres que les conditions de référence, .détermine leurs valeurs corrigées, c'est-à-dire qu'on calcula les valeurs que de 20 régiMe et/ou ce débit prendraient dans. les conditions de .référence Cette .correction peut s'exprimer. par les deux équations et(E7). fj--'--- (E6) N. et «é\! Ttic Les équations (E6) et (E7) peuvent se transformer respectivement sous a ?5 forme des équations (E8) et (E9) suivantes15 ere * * P;,,, ----- 7-;,, \iT (E8) e, ,",,m et (EH) ( E9) T f T p c ,t,q, \ 7, '11T p ( n = f ''f"'» ;;L> La cartographie f.,u décrite par l'équation (E4) étant prédéterminée et stockée dans le calculateur, on prédétermine et on stocke dons le calculateur une 5 cartographie inverse qui permets réciproquement, de déduire des valeurs .f, f de PR,. et de selon une équation (EIO) (E 10) N = - (PR Selon le modèle qui vient d'être décrit, la sous-étape 120 comprend des sous-sous-étapes lors desquelles on calcule 10 le débit corrigé W,.,,,ss.par~ l'équation (E7), le régime N de rotation du compresseur corrigé par 'équation (Ela et le rendement du compresseur 0 par' l'équation (ES). L'étape 100 comprend une troisième ous-étape 130 lors de laquelle on 15 calcule une valeur estimée du régime du turbocompresseur par équation (En) L'étape 100 comprend une quatrième sous-étape 140 de ce cul de la première valeur estimée POW,,cp de la puissance de la 1 urbine 27 à partir du 20 régi rie corrigé N , de rotation du compresseurs du débit corrige du compresseur> du taux de compression PR.> de la température 7=t, 'de l'air à l'entrée du compresseur et du débit IV du compresseur. La sous-étape 140 se fonde st.ir le raodéle suivant Le rendement du compresseur il, ayant été défini plus haut comme le T T ». 13 - rapp rt de la puissance absorbée par l'air comprimé POW,,,.,cr> au cours de sa compression, divisée par !a puissance du compresseur POWe que, le compresseur 9 reçoit de l'axe 34, et le rendement 1, du compresseur ayant été calculé par l'équation (E5), on modélise la puissance absorbée par les gaz comprimés 5 en appliquant la première loi de la thermodynamique et en assimilant l'air admis à un gaz parfait, par l'équation (EI3) dans laquelle désigne la valeur de la capacité calorifique à pression fz,cicirf 10 constante de l'air. On prend par exemple 1015 ji(ker,i'. y désigne le rapport entre la capacité calorifique à pression constante divisée par la capacité calorifique à volume constant de l'air admis. On prend par exemple : 7= 1,4, La puissance du compresseur POW'e s'exprime alors par l'équation (E14) ; 15 ( 4) 1. .( Pofv. wz pR,, îi La puissance de la turbine ..P01,P;,epe peut ensuite être reliée. à la puissance dur .doitipresSede F0 W,.. et au régime Ni.,du turbocompresseur partir dune' équation (.EI5) de entre la tur=bine 2T:et le compresseur 9 (E15) , il MA. ) - t1 po 3t : eïï 20 équation dans laquelle 'désigne l'inertie de l'axe 34 et du compresseur 9 (eXpritnée en kg/e)s. et (ri,.' Ica vitesse de rotation dû turbocompresseur 'lr tours/seconde qui est égale « ) « sE1 est ---- 1 exprimé e en tours/minute 30 ,r L'équation (EI5) peut se réécrire ,.cous. la forme ( E 0) po = po i.p;, + ) JN, 30 bans la pratique, des mesures comparatives de puissance montrent gain peut négliger le terme .0 i.. et on assimile la première valeur estimée 3 - ett POW,,cm . la puissance du compresseur POUÇ. calculée par l'équation (E14). Cette 5 dernière équation se transforme en l'équation «EU) (E17) .>of U iV T L- e 't'R ;urPrr La sous.-étape 140 est une sous:-étcpe .de calc 11 de le première valeur estimée .POIrt. . de la puissance de la turbine par l'équation (EI:7),.. dl' c11 cruneseconde valeur estimée ....... puissance de la turbine. Le procédé comporte une deuxième étape 200 de détermination de la seconde voleur estimée POTro.6,Tde lca puissance de la turbine 27 estimée à. partir d'un second ensemble de paramètreSs. dont ...certains sont associés au circuit d'échappement des gaz râlés du Moteur 1. Cet ensemble-de paramètres comprend ail moins lapreseioh P, des, gaz. à la sortie de la turbine, f).. le débit .massique traversant la turbine, g) là température gaz à rentrée de la turbine, F des h) lapositiôn de ractionnear 36 actionnant lesalettes..35s et i) le régime de rotation N du turbocompresseur 19. . . . . . . 20 . La pressiàn. P;des. gaz d'échappement à la sortie de la turbine peut être asslirilée à la pression des gaz mesurée per 1e capteur de pression 32,. en raélia~arrt lei pentes de charge du catatyseur:d'à,d/datiein évite de mesurer pression des gaz eéChappeinent per un capte Er" placé à la sortie de la turbine 27,. Le température élevée du tûrbacampresSeUr. risquerait en. effet .25 d'endommager rapidement un. tel capteur, Pour la même raisons. il est difficilement envisageable de monter un 1 débitmètre à la sortie de la turbine 27. On peut calculer le débit massique W,de gaz traversant la turbine comme étant [a somme du débit We massique d'air introduit dans le moteur et du débit massique de carburant déterminé par le calculateur du moteur 1, La temperature 1,j en amont de la turbine peut être déterminée en fonction de chaque point de fonctionnement régimecharge du moteur 1, c'est-à-dire pour chaque valeur de régime Ar,,,0, et de couple Cette relation est, par exemple.,, cartographiée au préalable lors de la mis au point du moteur 1, en faisant un balayage de régime N,,», et de couple Cm,,, IO Le régime de rotation. uetarbeampreSsear :peut e déterminé par calcul, plut6t qu'être mesuré par un capteur supplémentaire. Ce calcul provient par exemple de la sous-opération 130, L'étape 200 comprend une première sous-étape 210 de détermination de la valeur prise par une fonction S(uem-) de la position iii,'r de l'actionneur 36, Cette sous-étape 210 repose eue le modèle suivant, L'invention propose de modéliser le débit des gaz tr°av scie la turbine 27 dans des conditions de température de référence 7'r,ces goz à l'entrée de la turbine et de pression de référence des gaz ' la sorti de la turbine correspondant aux valeurs utilisées par le fabricant du turbocompresseur 2 pour caractériser là Puissance et le rendement de la turbine T Ce modèle calcule le débit, qui est un débit de référence ou débit corrigé W,,,,,,, comme le produit de !a fonction ,.ii.), ne dépendant que de la position 36, pur une fonction R,) , ne dépendant que dû ta« de ...d( apport 'el). tee pression P«,,deS ut. ga la sortie. déla turbine divisée. pu- . pression des gaz ...à rentrée de la turbire.:.Ce Madèleee présente; sous la forme d'E.rne équation (D détente PR, de la tebine 16, c'est--d-dire du 2974392 -16- .. ., . (F'18). -S«ù -»O(PR.) La fonction ~(PR) eût par exemple être une fonction du type Barré de Saint-Venant régissent un débit gazeux à travers 'une striction,eest4,-diresouS forme de l'équation (E19) X 19 (PR) . R., 7 -- ' \1PRi dans laquelle Y disighe. Ie rapport de la capacité calorifique 4 pression constante des gaz .divisée par calorifique 4 vôliiene constant gaz On prend par eXemple M., écipraqueinent, laconnaissance du débit de référence (ou débit corrigé) ive,. >r et de la position de Partî911l'eUr «ft;es Permet dg. déterminer taux de détente P':?'; de la turbine per !équation (E20). (E20) h? i).Vere7-J d~as iaqejle désigne fonction inverse d la fonction 0,f..:x> x La fonction :est prédéfihie sous forme d'une cartographie,-or exemple par lia réthode suivante On équipe au banc d'essais un turbocompresseur avec un. débitmètre 12., un capteur de pression des qui 4 rentrée de ie turc bieleP;, un capteur de pt'essian Pàdes gaz 4. la sortie de la turbine un capteur de températue des gaz à 2Q l'entrée de la turbiné. On fait varier le débit dans. les donditions de référence et an. relève les valeurs de pression I '1 des gaz å rentrée de la turbine dans ses conditions, A partir ..de , . rare déduit le taux de P détente- PR, dans les conditions de référence comme égal au rapport , puis on obtient F, (PI?,) par l'équation (E 9), et enfin on calcule partir :de -17 l'équation (EI8), Cette cartographie 5 établie au banc d'essais est stockée dans le calculateur du moteur 1, lva sous-étape 210 consiste à, calculer la valeur de S'(ii.,,G1.) à partir de la mesure de la position de l'actionneur en utilisent la cartographie 5 stockée dans> le calculateur du moteur. Uetape 200 comprend une deuxième sous-étape 220 lors de laquelle on détermine le taux de détente PR, de la turbine dans les conditions mesurées de température Tufà l'entrée de la turbine 16 et de pression ,, à le sortie de la turbine 16. Cette sous-étape 220 comprend des sous-sous-étapes lors desquelles on calcule le débit massique de référence (ou débit corrigé) rai #,,,r' raver5sant lia turbine 27, e'est-a-dire celui qui traverserait la turbine 27 dans les conditions de référence et Pn,i>,, par l'équation (En) r (E21) = w ,:/,i , et y,f - le toux de détente PR, de la turbine par l'équation (E20), L'étape 200 comprend une troisième sous-étape 230 de calcul du rendement de ln turbineq,, c'est-à--due le rapport de lca puissance quo la turbine 27 transmet è l'axe 34 divisée par la puissonce fournie par les gaz d'échappement détendus à la turbine 27. Cette sous-étape repose sur le modèle suivant ; Comme pour le compresseur 9, les fabricants de turbocompresseurs 2 caractérisent habituellement les performances d'une turbine 27 par deux cartographies, #, m et L, Une première cartogr=aphie de débit , de la turbine relie le débit des gaz traversant la turbine. 27 au régime de rotation de la turbine, au taux de détente 25 PR, de la turbine et à la position uft,Tde l'oel-ionneur. Une seconde cartographie de rendement L),, de 1 turbine relie également le rendement de la turbine Tif , au régime de rotation. e lla turbine,.. cEr.r taux de détente PRS de la ttr_ rbine et à la positio#n de tract#onneur.. des cartographies à: trois entrées sont g néralement établies dans des conditions de référence choisies par le fabricant pour établir tartes ces caractérisations au banc d'essais. Plis précisément, le fabricant fixe l`avance les conditions de température ir-z,, , â rentrée de la turbine et de pression i , la ie de a turbine gui. lui sont propres. .l cartographie les deux relations ''nissat t le débit de ré ér er ce i ,.,,, traversant la turbine c`est-&-dire déterminé darde cep conoiiticns d référence). et le rendermerltt et (E 6) i %t,ll F::J R, ç; Selon le' modèle qui vient d'être décrit, la soE :s--étripe 230 comprend des sous-sous-étapes lors desquelles on calcule la valeur du régime de la turbine camieé par l'équation (E24 ) -iga valeur du régime du turbocompresseur pouvant provenir de la sous-opération 130,. et -le rendement de la turbine pari l'équation (E23).. Vétepe Z90 comprend Eirae quatriième sous-étape 240 de. calcul. de la 5 seconde valeur estiffiéePOTY,ede la puissance de le turbine Z7 à .partir débit massique W des treversant le turbine.> du. taux de détente. PR,, de la température 7;,, des gaz.. à rentrée de la turbine du rendement de le. turbine, La sous tapi .240 se -fonde sue le modèle suivant.. Le rendement la turbine ayant été défini plus haut comme le rapport , de 10 de la puissance P«.)TYiii. que. le turbine Z.7 transmet à l'axe 4, divisée par la puissence et la turbine 27 WS gaz détendus, et. eyet été préCédemMént calculée per l'équation (En), eh Modélise alors la puissance fournie par: tee gaz détendus en appliquant Id première loi de. la thermodynamique et en assimilant les gaz brûlés à un gaz parfait, per l'équation 15 (E27) (E27) pou/ 1T J .... dans laquelle la capacité calorifique à pression constante des gaz (exprimée en ,T/(k ''K) ), On prend par exemple 1150 ji(ke), f> str 20 y désigne le rapport entre la capacité calorifique à pression constante cp,,,,h et la cap cité calorifique à volume constant c,s,,,hdes gaz, On prend par exemple y 1,4. La seconde valeur estimée POW,,li de la puissance de la turbine se c 1cule alors par l'équation (E28 i--,, i (E28) PIF,`;., 25 La sous-étape 240 consiste à réaliser ce dernier cale 1 selon l'équation (E 2,B). Les deux estimations de la puissance de la turbine POI"F,,ci,R et POW, calculées respectivement à l'étape 100 et 200 du procédé selon l'invention sont les données d'entrée pour l'étape 300 du procédé. Lors de cette Oe' étape 300, on calcule le rapport de puissance e P Le procédé comprend une cinquième étape 500 d'alerte du conducteur (par exemple en allumant un voyant au tableau de bord du véhicule) lorsque le rapport de puissance e, dépasse le seuil 5. En résumé, l'invention propose un procédé de diagnostic de défaillance d'un moteur 1 à combustion interne suralimenté, équipé d'un .I'urbocompresseur 2 comportant un compresseur 9 comportant une entrée reliée à l'air extérieur, et une sortie à l'admission du moteur 1, 2974392 21 - a un une turbine 27 dont l'entrée est reliée ' collecteur d'échappement 26 du moteur 1, et une sortie, et des ailettes 35 à orientation variable actionnées par un actionneur 36, par exemple une tige 36, pour faire varier la section de passage des gez d'échappement dans la turbine 27, le compresseur 9 et la turbine 27 étant liés en rotation par un arbre 34 du turbocompresseur 2, Selon cette invention, le procédé comprend une première étape 100 de calcul d'une première valeur estimée 10 POW,.ul, de la puissance de la turbine 27 à partir d'un premier ensemble de paramètres comprenant au moins a) la pression f,,: de lair à l'entrée du compresseur, b) la pression de suralimentation P,k le débit massique #tr de l'air traversant le compresseur, et 15 d) la température de l'air à l'entrée du compresseur. une deuxième étape 200 de calcul d'une seconde valeur estimée POW,i de la puissance de la turbine 27 à partir d'un second ensemble de paramètres comprenant au moins b) pression P, des gaz à la sortie de la turbine, 20 c) le débit massique des gaz traversant la turbine, d) là température 7; des gaz à l'entrée de la turbine, e) une position ui..6 de l'actionneur 36, et f) le régime de rotation Ai,,, du turbocompresseur 19, une troisième étape 300 de détermination du rapport de puissance 25 e, de la seconde valeur estimée POff;,.m. divisée par la première valeur estimée POH'Çf,,,>, une quatrième. étape 400 de comparaison du rapport de puissance e, 2974392 22 - avec un seuil 5, et une cinquième étape 500 de diagnostic de défei Pence de défaillance du moteur 1 lorsque le rapporte, est supérieur au seuil S. 1:'invention propose égaleraient Moteur, à: combustion interne 1 5 suralimenté pour la e se en oeuvre d'un tel precédéséquipé dm moins un moyen de détermination .37 d'Un parantètreu,,(,r représentatif de la position des ailettes 35, par exemple la position efi.GT d'un actionneur 36, telle ciEae le déplacement axial trt d'une tige 5. Cette invention présente de nombreux avantages ;. une efficacité du diagnostic quelle que .soit la vitesse de Variation de la consigne de pression desealiMentation 1« possibilité de mettre en oeuvre le diagnostic lorsque la Messlan de sureimentation p,, est réguléeen boucle ë rte,. et :la. possibilité de diagnostiquer une perte de rendement d'Un 15 turbocompresseur 2 .alors même rue ' preSsien dé peut encore être. atteinte. pour répondre à la requête de .coupe du moteurs a un. stade très précoce oa conducteur ne ressent pas encore de perte de performance du véhicule,