Brevet FR2963424A1 — publié le 20120203

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale le contrôle des moteurs à combustion interne suralimentés. Elle concerne plus particulièrement un procédé de diagnostic d'une fuite d'air frais dans un circuit d'air frais comprimé d'un moteur à combustion interne. Elle concerne également un moteur à combustion interne comportant des cylindres, une ligne d'admission d'air frais dans les cylindres qui est équipée d'un compresseur et d'un circuit d'air frais comprimé vers les cylindres, et une ligne d'échappement de gaz brûlés hors des cylindres qui est équipée d'une turbine. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Dans les moteurs à combustion interne du type précité, l'énergie cinétique des gaz brûlés est utilisée pour faire tourner la turbine. Cette turbine, qui est reliée mécaniquement au compresseur par un arbre de transmission, entraîne alors à son tour ce compresseur afin de comprimer l'air frais admis dans le moteur. Cette compression permet ainsi d'injecter une plus grande quantité d'air frais et de carburant dans les cylindres du moteur, de manière à accroître la puissance et le couple développés par le moteur. Dans les moteurs actuels, la vitesse de rotation du compresseur est précisément pilotée pour que la pression d'air frais circulant dans la ligne d'admission reste toujours optimale vis-à-vis des performances du moteur. Cette vitesse de rotation est également pilotée de telle manière qu'elle ne dépasse jamais un seuil de vitesse au-delà duquel apparaitrait un risque de casse du compresseur ou de la turbine. Deux solutions sont généralement utilisées pour piloter la vitesse de rotation du compresseur. La première solution consiste à utiliser une turbine à géométrie variable, dont le pas des aubes est piloté par un actionneur, pour faire varier la portance de 30 ces aubes. La seconde solution consiste à placer une conduite de court-circuitage en parallèle de la turbine et à équiper cette conduite d'une vanne de courtcircuitage qui permette de réguler le débit de gaz brûlés traversant la turbine. Quelle que soit la solution utilisée, il demeure essentiel de contrôler l'absence de fuite d'air frais dans le circuit d'air frais comprimé. Une telle fuite pourrait en effet entrainer un emballement de la vitesse du compresseur, au risque de casser la turbine ou le compresseur. Un diagnostic de fuite du circuit d'air frais comprimé doit donc être établi en continu. Actuellement, la méthode de diagnostic la plus répandue consiste à mesurer la pression de l'air frais dans la ligne d'admission, à calculer l'écart entre la pression d'air frais mesurée et la pression d'air frais souhaitée, et à contrôler que cet écart ne dépasse jamais une valeur seuil prédéterminée durant un intervalle de temps prédéterminé. Cette méthode ne s'avère toutefois pas complètement satisfaisante. En effet, l'intervalle de temps doit être choisi suffisamment long pour éviter toute erreur de diagnostic, ce qui ne permet pas de détecter des fuites entrainant des sauts de pressions d'air frais momentanés. Le diagnostic effectué ne permet par ailleurs pas de connaître l'origine exacte du problème, puisqu'une défaillance de la vanne de court-circuitage ou de l'actionneur des aubes de la turbine pourrait avoir le même effet qu'une fuite d'air frais comprimé. Enfin, le diagnostic n'est possible que lorsque la suralimentation est utilisée. Il est également connu d'implanter un capteur de vitesse sur l'arbre de transmission du turbocompresseur pour contrôler la vitesse de rotation du compresseur. Cette solution pose toutefois des problèmes de fiabilité et de coût. L'utilisation d'un capteur supplémentaire dans le moteur accroît en effet non seulement le prix, mais aussi les risques de panne du moteur. Il est enfin connu de mesurer le débit de l'air frais dans le circuit d'air frais comprimé, de calculer l'écart entre le débit d'air frais mesuré et le débit d'air frais souhaité (issu d'une cartographie), et de contrôler que cet écart ne dépasse jamais une valeur seuil prédéterminée durant un intervalle de temps prédéterminé. L'inconvénient majeur de cette solution est lié au fait que le débit d'air frais varie non seulement en fonction de la vitesse de rotation du compresseur, mais aussi en fonction de la pression de l'air frais. Or, cette pression varie fortement suivant les conditions de fonctionnement du moteur, si bien qu'il s'avère difficile de mettre au point la cartographie dont est issu le débit d'air frais souhaité. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose une solution de diagnostic qui est précise, peu onéreuse à mettre en oeuvre, et fiable. Plus particulièrement, on propose selon l'invention un procédé tel que défini dans l'introduction, dans lequel il est prévu : a) une étape de mesure de la valeur d'au moins une variable caractéristique du fonctionnement du moteur à combustion interne, b) une étape de calcul estimatif d'une section de fuite d'air frais en dehors dudit circuit d'air frais comprimé, en fonction de la valeur de chaque variable mesurée à l'étape a), c) une étape de comparaison de ladite section de fuite avec une valeur seuil déterminée, et d) une étape de déduction du diagnostic en fonction du résultat de ladite 15 comparaison. Dans l'invention, la section de fuite correspond à la somme des sections des ouvertures du circuit d'air frais comprimé au travers desquelles l'air frais comprimé fuit. Idéalement, cette section de fuite est nulle. En cas de défaillance, elle prend en revanche une valeur non nulle. 20 Ainsi, grâce à l'invention, le paramètre qui est utilisé pour détecter une fuite de l'air frais n'est ni le débit d'air frais, ni la pression d'air frais circulant dans le circuit d'air frais comprimé. II s'agit au contraire de la section de passage des fuites de l'air frais comprimé. Cette section de passage n'étant pas liée à la pression de l'air frais et étant généralement constante, il est alors plus facile 25 d'obtenir une estimation de sa valeur qui soit fiable. Bien sûr, cette section de fuite n'est pas mesurable. La présente invention propose donc de l'estimer à partir d'au moins une variable caractéristique du fonctionnement du moteur à combustion interne. D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du procédé de 30 diagnostic selon l'invention sont les suivantes : - au moins une variable mesurée à l'étape a) est distincte du débit et de la pression d'air frais circulant dans ledit circuit d'air frais comprimé ; - à l'étape d), on déduit une fuite d'air frais si, à l'étape c), ladite section de fuite dépasse ladite valeur seuil au cours d'une durée déterminée ; - à l'étape a), il est prévu une étape de mesure de la valeur d'au moins une variable d'entrée et d'estimation de la valeur d'au moins une variable de sortie caractéristiques du fonctionnement du moteur à combustion interne, et, à l'étape b), on estime ladite section de fuite à l'aide d'un observateur d'état qui est basé sur la valeur de chaque variable d'entrée et qui est corrigé par un paramètre de correction déduit de la valeur de chaque variable de sortie ; - ledit observateur d'état est basé sur un modèle de Kalman linéarisé autour d'un point de fonctionnement du moteur à combustion interne ; - ledit observateur d'état utilise un vecteur d'état comportant six variables d'état, dont ladite section de fuite, la pression des gaz brûlés circulant dans la ligne d'échappement entre les cylindres et la turbine, la pression de l'air frais circulant dans la ligne d'admission entre le compresseur et les cylindres, la vitesse de rotation de ladite turbine, et le débit et la pression d'air frais circulant dans la ligne d'admission du moteur ; - ledit observateur d'état utilise un vecteur de sortie comportant au moins deux variables de sortie, dont le débit et la pression d'air frais circulant dans la ligne d'admission, entre le compresseur et les cylindres ; - ledit observateur d'état utilise un vecteur d'entrée comportant quatre variables d'entrée, dont le régime du moteur à combustion interne, le débit de carburant injecté dans les cylindres du moteur à combustion interne, la géométrie de ladite turbine, et la position de ladite vanne EGR ; - si le diagnostic déduit à l'étape d) établit une fuite d'air frais, il est prévu une étape e) d'élaboration d'un signal de défaillance ; - à l'étape e), le signal de défaillance permet d'allumer un voyant d'alerte visible par un usager et/ou de mémoriser un identifiant de la défaillance dans une mémoire accessible à un réparateur et/ou d'activer un mode dégradé de pilotage du moteur à combustion interne. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à combustion interne selon l'invention ; - la figure 2 est un graphique illustrant les variations de la section de fuite estimée en fonction du temps passé (en secondes), en l'absence de fuite dans le circuit d'air frais comprimé ; et - la figure 3 est un graphique illustrant les variations de la section de fuite 5 estimée en fonction du temps passé (en secondes), en présence de fuites dans le circuit d'air frais comprimé. Dans la description, les termes « amont » et « aval » seront utilisés suivant le sens de l'écoulement des gaz, depuis le point de prélèvement de l'air frais dans l'atmosphère jusqu'à la sortie des gaz brûlés dans l'atmosphère. 10 Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un moteur à combustion interne 1 de véhicule automobile, qui comprend un bloc-moteur 10 pourvu d'un vilebrequin et de quatre pistons (non représentés) logés dans quatre cylindres 11. Ce moteur est ici à allumage par compression (Diesel). II pourrait 15 également être à allumage commandé (Essence). En amont des cylindres 11, le moteur à combustion interne 1 comporte une ligne d'admission 20 qui prélève l'air frais dans l'atmosphère et qui débouche dans un répartiteur d'air 25 agencé pour répartir l'air frais vers chacun des quatre cylindres 11 du bloc-moteur 10. Cette ligne d'admission 20 comporte, dans le sens 20 d'écoulement de l'air frais, un filtre à air 21 qui filtre l'air frais prélevé dans l'atmosphère, un compresseur 22 qui comprime l'air frais filtré par le filtre à air 21, un refroidisseur d'air principal 23 qui refroidit cet air frais comprimé, et une vanne d'admission 24 qui permet de réguler le débit d'air frais Qcomp débouchant dans le répartiteur d'air 25. 25 En sortie des cylindres 11, le moteur à combustion interne 1 comporte une ligne d'échappement 30 qui s'étend depuis un collecteur d'échappement 31 dans lequel débouchent les gaz qui ont été préalablement brûlés dans les cylindres 11, jusqu'à un silencieux d'échappement 37 permettant d'évacuer les gaz brûlés dans l'atmosphère. Elle comporte par ailleurs, dans le sens 30 d'écoulement des gaz brûlés, une turbine 32 qui est entraînée en rotation par le flux de gaz brûlés sortant du collecteur d'échappement 31, et un pot catalytique 33 de traitement des gaz brûlés. Le pot catalytique 33 est ici un catalyseur trois voies qui renferme un catalyseur d'oxydation 34, un filtre à particules 35 et un piège à oxydes d'azote 36. La turbine 32 est quant à elle couplée au compresseur 22 par des moyens de couplage mécanique tels qu'un arbre de transmission, si bien que le compresseur 22 et la turbine 32 forment ensemble un turbocompresseur. Cette turbine 32 présente ici une géométrie variable en ce sens qu'elle comporte des aubes montées mobiles en pivotement autour de leurs axes afin de présenter un pas a variable. Le pas de ces aubes est ici réglé en continu par un actionneur 38, tel qu'un moteur électrique, ce qui permet d'entrainer le compresseur 22 à une vitesse de rotation plus ou moins importante. Ici, le moteur à combustion interne 1 comporte en outre une ligne de recirculation des gaz brûlés à haute pression depuis la ligne d'échappement 30 vers la ligne d'admission 20. Cette ligne de recirculation est communément appelée ligne EGR-HP 40, conformément à l'acronyme anglo-saxon « Exhaust Gaz Recirculation - High Pressure ». Elle prend naissance dans la ligne d'échappement 30, entre le collecteur d'échappement 31 et la turbine 32, et elle débouche dans la ligne d'admission 20, entre la vanne d'admission 24 et le répartiteur d'air 25. Cette ligne EGR-HP 40 permet de prélever une partie des gaz brûlés circulant dans la ligne d'échappement 30, appelés gaz EGR-HP, pour la réinjecter dans les cylindres 11 afin de réduire les émissions polluantes du moteur, en particulier les émissions d'oxydes d'azote. Cette ligne EGR-HP 40 comporte un refroidisseur secondaire 42 pour refroidir les gaz EGR-HP, suivi d'une vanne EGR-HP 41 pour réguler le débit de gaz EGR-HP débouchant dans le répartiteur d'air 25. L'angle d'ouverture de cette vanne EGR est ici noté 8. La ligne EGR-HP 40 comporte en outre une conduite de dérivation 43 branchée en parallèle du refroidisseur secondaire 42. Cette conduite de dérivation 43 est équipée d'une vanne de dérivation 44 bistable pour, au démarrage à froid du moteur, court-circuiter le refroidisseur secondaire 42 afin de favoriser la montée en température du moteur. La partie de la ligne d'admission qui est située entre le compresseur 22 et le point de jonction de la ligne EGR-HP 40 est appelée « circuit d'air frais comprimé » 26, 23, 27. En effet, en amont du compresseur 22, l'air frais prélevé dans l'atmosphère n'est pas comprimé. Par ailleurs, en aval du point de jonction de la ligne EGR-HP 40, les gaz présents sont des gaz frais formés d'un mélange d'air frais comprimé et de gaz EGR-HP. Le moteur à combustion interne 1 comporte par ailleurs une ligne d'injection 60 de carburant dans les cylindres 11. Cette ligne d'injection 60 comporte un réservoir 61 de carburant, une pompe d'injection 62 agencée pour prélever le carburant dans le réservoir 61 afin de le comprimer, et un rail de distribution 63 permettant de répartir ce carburant vers quatre injecteurs 64 débouchant respectivement dans les quatre cylindres 11. Pour piloter les différents organes du moteur à combustion interne 1, il est prévu un calculateur 100 comportant un processeur (CPU), une mémoire vive (RAM), une mémoire morte (ROM), des convertisseurs analogiques-numériques (A/D), et différentes interfaces d'entrée et de sortie. Grâce à ces interfaces d'entrée et à différents capteurs intégrés au moteur, le calculateur 100 est adapté à recevoir en continu des signaux d'entrée relatifs au fonctionnement du moteur. Dans sa mémoire vive, le calculateur 100 mémorise ainsi à chaque pas 15 de temps : - le régime N_mes instantané du moteur à combustion interne 1, par exemple mesuré au moyen d'une roue cible fixée au vilebrequin du moteur et d'un capteur à effet Hall 101 fixé à une partie fixe du moteur, - la quantité de carburant Qcarb_mes injecté à chaque cycle du moteur, par 20 exemple mesurée par un capteur 103 ou calculée en fonction du temps d'ouverture des injecteurs 64, - l'angle d'ouverture (3_mes de la vanne EGR, par exemple mesuré par une roue codeuse 104, - la pression Padm_mes des gaz frais dans le répartiteur d'air 25, par 25 exemple mesurée par un capteur de pression 102, et - le débit Qcomp_mes d'air frais traversant le compresseur 22, par exemple mesuré par un débitmètre 106. Grâce à des cartographies prédéterminées sur banc d'essais et mémorisées dans sa mémoire morte, le calculateur 100 est adapté à générer, 30 pour chaque condition de fonctionnement du moteur, des signaux de sortie. Enfin, grâce à ses interfaces de sortie, le calculateur 100 est adapté à transmettre ces signaux de sortie aux différents organes du moteur, notamment aux injecteurs de carburant 64. Classiquement, lorsque le conducteur du véhicule automobile met le contact, le calculateur 100 s'initie puis commande le démarreur, les vannes 24, 41, 44 et les injecteurs de carburant 64 pour que ceux-ci démarrent le moteur. Lorsque le moteur est démarré, l'air frais prélevé dans l'atmosphère par la ligne d'admission 20 est filtré par le filtre à air 21, comprimé par le compresseur 22, refroidi par le refroidisseur d'air principal 23, puis brûlé dans les cylindres 11. A leur sortie des cylindres 11, les gaz brûlés sont détendus dans la turbine 32, traités et filtrés dans le pot catalytique 33, puis détendus à nouveau dans le silencieux d'échappement 37 avant d'être rejetés dans l'atmosphère. Une fois initié, le calculateur 100 fonctionne par pas de temps. Plus précisément, à intervalles de temps réguliers, par exemple tous les dixièmes de seconde, il réitère l'ensemble des calculs qui lui permettent de piloter les différents organes du moteur. La présente invention s'intéresse alors à la réalisation d'un diagnostic d'éventuelles fuites d'air frais dans le circuit d'air frais comprimé 26, 23, 27 et plus particulièrement dans l'un ou l'autre des éléments suivants : - le refroidisseur d'air principal 23, - le conduit de jonction 26 qui relie le compresseur 22 au refroidisseur d'air principal 23, et - le conduit de jonction 27 qui relie le refroidisseur d'air principal 23 au répartiteur d'air 25 (au niveau duquel débouche la ligne EGR-HP 40). Ce diagnostic est plus précisément établi en surveillant la valeur de la section de fuite Sfu;te_est. Cette section de fuite correspond plus précisément à la somme des sections des ouvertures au travers desquelles l'air frais comprimé fuit hors du circuit d'air frais comprimé 26, 23, 27. Le débit de fuite d'air frais comprimé est quant à lui noté Qfuite. Le procédé de diagnostic est alors mis en oeuvre à chaque pas de temps en quatre étapes principales, dont : - une étape a) de mesure de la valeur d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, qui est préférentiellement distinct du débit Qcomp_mes et de la pression Padm_mes d'air frais circulant dans ledit circuit d'air frais comprimé 26, 23, 27, - une étape b) de calcul estimatif de la section de fuite Sfuite_est en fonction de la valeur de chaque variable mesurée à l'étape a), - une étape c) de comparaison de la section de fuite Sfuite_est avec une valeur seuil Sseuii déterminée, et - une étape d) de déduction du diagnostic en fonction du résultat de ladite comparaison. Etape a) A l'étape a), comme cela a été exposé précédemment, le calculateur 100 mémorise le régime N_mes du moteur, la quantité de carburant Qcarb_mes injecté dans les cylindres, l'angle d'ouverture 13_mes de la vanne EGR, la pression Padm_mes des gaz frais dans le répartiteur d'air 25, et le débit Qcomp_mes d'air frais traversant le compresseur 22. Le calculateur 100 calcule par ailleurs la position de consigne a mes de l'organe de commande 38 afin de régler au mieux le pas des aubes de la turbine 32 en fonction des valeurs des paramètres mesurés. Cette position de consigne est calculée de manière classique, à l'aide d'une cartographie ou d'un modèle mathématique mémorisé par le calculateur 100. Etape b) A l'étape b), le calculateur 100 estime par calcul la taille de la section de fuite Sfuite_est à l'aide des paramètres mesurés ou calculés à l'étape a). Avantageusement selon l'invention, la taille de cette section de fuite Sfuite_est est calculée à l'aide d'un système d'équations en partie issues de la dynamique des fluides, qui est constitué par un observateur d'état linéarisé. Ici, pour déterminer la taille de cette section, l'observateur d'état se base sur les débits d'air et de gaz circulant dans le moteur à combustion interne 1. II se base plus précisément sur les deux équations thermodynamiques (i) et (ii), ainsi que sur les deux équations dynamiques (iii) et (iv) suivantes. Dans le répartiteur d'air 25, on peut estimer la dérivée temporelle de la pression de l'air frais Padm_est à l'aide de l'équation suivante : dPadm_est Yr' (i) dt = l 'am .v .(Q.p + QEGR - Qeyai - Qfuite_est), avec Qcomp le débit adm d'air frais traversant le compresseur 22, QEGR le débit de gaz EGR-HP, Qcyil le débit de gaz frais entrant dans les cylindres 11, Tadm la température moyenne des gaz frais présents dans le répartiteur d'air 25, et Vadm le volume du répartiteur d'air 25. Dans le collecteur d'échappement 31, on peut estimer la dérivée temporelle de la pression des gaz brûlés Pech_est à l'aide de l'équation suivante : dPech est (ii) dt = Tech. .(QcyI2 - QEGR - Qturb), avec Qcy12 le débit de gaz brûlés Vech. sortant des cylindres 11, Qturb le débit de gaz brûlés entrant dans la turbine 32, Tech la température moyenne des gaz brûlés présents dans le collecteur d'échappement 31, et Vech le volume du collecteur d'échappement 31. On peut estimer la dérivée temporelle de la vitesse de rotation cotc est de l'arbre de transmission du turbocompresseur à l'aide de l'équation suivante : (iii) dwtc-est = (60 )2 Pturb - Pcomp avec Pturb la puissance fournie à la di 2 Jtc etc est turbine, Pcomp la puissance développée par le compresseur, et Jtc l'inertie des éléments tournants du turbocompresseur. On peut enfin estimer la dérivée temporelle de la taille de la section de fuite Sfu;te_est à l'aide de l'équation suivante : (iv) dS d eS` = 0, en considérant que cette section présente une taille qui ne varie pas. Dans l'observateur d'état choisi, on dispose alors : - de variables d'entrée, choisies parmi les variables mesurées et calculées à l'étape a), qui permettent de mettre à jour les calculs à chaque pas de temps, - de variables d'état à estimer, parmi lesquelles la taille de la section de fuite Sfulte_est, qui permettent de décrire l'évolution du système d'équations, et - de variables de sortie estimées qui, confrontées à des variables mesurées à l'étape a), permettent de corriger l'observateur de manière à le faire tendre au plus près de la réalité. Dans cet observateur d'état, les variables d'état, dont on cherche à déterminer les valeurs, sont donc calculées à chaque pas de temps non seulement à l'aide des variables d'entrée mesurées, mais également en fonction d'un paramètre de correction déduit des variables de sortie. Elles sont aussi calculées en fonction de variables intermédiaires. Ces variables intermédiaires correspondent typiquement à des paramètres physiques non mesurés mais qui, selon les quatre équations précitées, influent sur les valeurs des variables d'état. Ces variables intermédiaires sont calculées à chaque pas de temps à l'aide des variables d'entrée mesurées et des variables d'état estimées au pas de temps précédent. A titre d'exemple, le débit Qturb_est de gaz brûlés traversant la turbine 32 forme une variable intermédiaire pouvant être calculée en fonction d'une variable d'entrée et d'une variable d'état estimée au pas de temps précédent. Ce débit peut en effet être calculé à l'aide d'une cartographie mémorisée dans le calculateur 100, en fonction de la position de consigne a_mes des aubes de la turbine 32 et de la pression Pech_est estimée dans le collecteur d'échappement 31. Ici, selon un mode préférentiel de réalisation du système suivant l'invention, l'observateur d'état est de type Kalman (ou, de manière équivalente, de type Luenberger). Cet observateur d'état est déduit des quatre équations dynamiques précitées, linéarisées autour d'un point de fonctionnement du moteur. On appelle « point de fonctionnement du moteur » un point de fonctionnement dans lequel les valeurs des variables d'état choisies sont figées. Les équations de cet observateur d'état s'écrivent alors sous la forme suivante : A bX = A(t).bX+ B.ÔU + K(t).(5Y - 6Y) bY = C(t)3X Dans ce système, X est le vecteur d'état estimé, U est le vecteur A d'entrée mesuré, Y est le vecteur de sortie mesuré et Y est le vecteur de sortie estimé. A Le vecteur d'état estimé X comprend ici les quatre variables d'état recherchées. Il s'exprime sous la forme suivante : P adm est X= Pech est Le vecteur d'entrée mesuré U comprend quant à lui six variables d'entrée mémorisées dans le calculateur 100. Il s'exprime sous la forme suivante : N mes 12 Qcarb mes a mes Qcomp _ mes a dm mes Les vecteurs de sortie Y et Y comprennent pour leur part deux variables de sortie dont les valeurs sont non seulement mesurées et mémorisées dans le calculateur 100, mais également susceptibles d'être calculées. La différence entre ces deux vecteurs de sortie fournit ainsi un paramètre d'erreur entre les calculs et la réalité, qui permet de corriger l'observateur d'état à chaque pas de temps. Ces deux vecteurs de sortie s'expriment sous la forme suivante : Y _ {Qcomp _ mes et Padm mes y _ Qcomp _ est P adm est Par conséquent, le vecteur 8X correspond à la variation des variables d'état estimées autour du point de fonctionnement, le vecteur 611 correspond à la variation des variables d'entrée mesurées autour du point de fonctionnement, le vecteur SY correspond à la variation des variables de sortie estimées autour du point de fonctionnement, et le vecteur 5Y correspond à la variation des variables 15 de sortie mesurées autour du point de fonctionnement. La matrice K(t) correspond au gain de l'observateur. Chacun de ses termes peut être choisi égal à une constante prédéterminée. Toutefois, selon une variante préférée de l'invention permettant une meilleure correction de l'observateur d'état, les termes de cette matrice K(t) sont tous recalculés à chaque 20 pas de temps. Le calcul de ces termes est préférentiellement réalisé à l'aide de l'équation de Riccati, que nous ne rappellerons pas ici puisqu'elle est bien connue de l'homme du métier. Les matrices A(t), B et C(t) sont des matrices d'état décrivant le système linéarisé. U = 1015 Les termes de la matrice B sont ici tous constants. Ils sont prédéterminés par expérience puisqu'ils dépendent directement de l'architecture du moteur à combustion interne 1. Les termes des matrices A(t) et C(t) sont quant à eux calculés à chaque 5 pas de temps, à l'aide des valeurs des variables intermédiaires linéarisées autour du point de fonctionnement du moteur. Dans ce système, les variables intermédiaires, linéarisées autour du point de fonctionnement du moteur, qui sont nécessaires au calcul des termes des matrices A(t) et C(t) sont les suivantes : aQcomp_est o 8 J l( dm_ est,Wtc_est) adm est aQcomp _ est _ f2(Padm_est1Wtc_est) acotc est aQcyll_est = f3 (N mes) aP dm est aQturb_est = F'4(a_mes,Pch_est) ()Pech est f4 aQtarb _ est = f5 (a mes " Pech est) l da 8QEGR _ est _ f6(f mes) aPadm est aQEGR _ est _ ///~~ 8f7ll~ mes aTadm _ est = {8 (Padm _est adm est ./ f((~~ 9 (Padm _ est IN_ mes IQcarb _ mes IWtc _ est 'P_ mes aPadm _ est mes P ech est aT ech est _ ()Tech est _est _ f10( Puant est ,N mes1 Qcarb mes1 C0 tc est IP mes) , et 20 aT ch _est = fil( Pdm est ,N mes I Qcarb mes,W tc est ,fi mes ) aw est Les différentes fonctions fi - f11 sont mémorisées dans le calculateur 100 sous la forme de calculs à partir de cartographies ou de polynômes d'interpolation. 10 Elles permettent un calcul rapide, à chaque pas de temps, des variables intermédiaires. Les termes des matrices A(t) et C(t), déduits des équations de la dynamique précités, sont calculés à l'aide de l'ensemble de ces variables 5 intermédiaires. A11 Al2 A13 A14 Soit A(t) = A21 A22 A23 A24 , alors les termes de cette matrice A31 A32 A33 0 0 0 0 0 s'expriment de la manière suivante : A _ aTadm_est Qcomp_mes+QEGR _est- Qcyll_est-Q fuite - est 11 al adm est Vadm ambiante al' ch est 1 aQEGR _ est A13 = Tadm .r. Vadm 'l'ambiante awtc est 1 aQfuite _ est A14 = -Tadm .r.V f P aS adm ambiante fuite _ est = aT ch _ est f Qcyll _ est + Qcarb _ mes - Qturb _ est - QEGR _ est + Tech _ est P aQcyl1_ est _ ÔQEGR _ est A21 aPadm _ est Vech l'ambiante Vech l'ambiante \ al' dm _ est eadm _ est j Vadm ambiante +Tadm est 'r . Vadm ambiante \ d "adm _ est 1 8QEGR _ est Al2=Tdm.Y. , 1 ÔQEGR _ est - ôQcyl1_ est + ÔQEGR _ est - aQfuite _ est i aPadm _ est al' dm _ est 8Padm _ est A = aTech _ esta Qcyl1 _ est + Qcarb _ est - Qturb _ est - QEGR _ est + Tech _ est 'r ' al' ch est Vech l'ambiante Vech l'ambiante' aQturb est aQEGR est \ aPech_est aP \ ech_est / A = aT ch _ est 23 awtc est Qcyl1_ est + Qcarb _ mes - Qturb _ est - QEGR _ est Vech ambiante 15 A24 = aTech _ est fuite _ est .( Qcyll _ est + Qcarb _ est - Qturb _ est - QEGR _ est) 1 Vech ambiante aQ I5 biante,2 1 a~omp_est (Padm_est -1)-Qcomp_mes'(µl'adm_est 1) tc tc_est'~comp \ adm_est avec rjcomp le rendement constant du compresseur, A31 = 1 aQturb _ est ( _ 1 \ `~32 = Tech _est£p'~turb 2 1 µ)+Qturb_est.(1 µ-1 dd ) ~tc etc _ est \ e ch _ est e ch _ est Pech _ est / avec %turb le rendement constant de la turbine, et / µ \ A = c p aQcomp _ est Padm _ est -1 _ O avec 33 - ~2 Tambiante tc tc _ est \ tc _ est 7comp N 1 / 1 1 \ tmb'Qturb_est'Tech est' ) (Qcomp_est'Tech _est.(Padm_est -1)) (Otc_est Pech_est Tlcomp Soit C11 0 C13 0 , alors les termes de cette matrice s'expriment c(t) = 1 0 0 0 de la manière suivante : comp _ est c= a _ est , et dQcomp _ est Co = L'ensemble des termes des équations de l'observateur d'état étant calculés, le calculateur 100 procède alors au calcul du vecteur d'état estimé X, qui consiste en un simple calcul d'intégration. L'observateur d'état permet ainsi d'obtenir une estimation des valeurs des quatre variables d'état Padm est, Pech est, Wtc est, et Sfuite est. On notera d'ailleurs que les grandeurs intervenant dans ce calcul ayant des valeurs très différentes, il est préférable de les normaliser (c'est-à-dire de leur donner une valeur comprise entre 0 et 1) avant de réaliser le calcul d'intégration. Seule la taille de la section de fuite Sfuite_est n'est pas normalisée, mais est réduite pour être exprimée en centimètres carrés (cm). Sur les figures 2 et 3, on a représenté un exemple des variations dans le temps de la taille de la section de fuite Sfuite_est lorsque le circuit d'air frais comprimé 26, 23, 27 est en parfait état (figure 2) ou lorsqu'il fuit (figure 3). Comme on le constate sur ces figures, la taille estimée de la section de fuite Sfuite_est est sensiblement nulle lorsque le circuit d'air frais comprimé est en parfait état, et est sensiblement plus importante lorsque le circuit fuit. Etape c) A l'étape c), pour diagnostiquer une fuite du circuit d'air frais comprimé, le calculateur 100 compare alors la taille de la section de fuite Sfuite est estimée do), est avec une valeur seuil Sseu;i déterminée. Ici, telle que représentée sur les figures 2 et 3, cette valeur seuil SSeuii est une constante prédéterminée égale à 0,5 cm2. Etape d) A l'étape d), le calculateur 100 établit le diagnostic du circuit d'air frais comprimé afin de déterminer si ce circuit d'air frais comprimé présente ou non des fuites dangereuses vis-à-vis de l'intégrité du moteur. Il est ici estimé que le circuit d'air frais comprimé présente de telles fuites si la section de fuite Sfuite_est dépasse la valeur seuil Sseuii pendant une durée prédéterminée AT, comprise entre 2 et 20 secondes, ici égale à 10 secondes (soit 100 pas de temps). Pour établir ce diagnostic, le calculateur 100 incrémente un compteur lorsque, à l'étape c), la section de fuite Sfuite_est dépasse la valeur seuil Sseuii. Il remet en revanche à zéro ce compteur lorsque la section de fuite Sfuite_est est inférieur à la valeur seuil Sseuii. Puis, tant que la valeur mémorisée dans le compteur reste strictement inférieure à la valeur 100, le calculateur 100 estime que le circuit d'air frais comprimé est en bon état de fonctionnement. En revanche, si la valeur mémorisée dans le compteur atteint la valeur 100 (après cent pas de temps au cours desquels une fuite est détectée), le calculateur 100 déduit que le circuit d'air frais comprimé présente une fuite potentiellement dangereuse pour le moteur. Etape e) Si le diagnostic établi à l'étape d) détecte une fuite dans le circuit d'air frais comprimé, le calculateur 100 met en oeuvre une étape e) d'élaboration d'un signal de défaillance. Ce signal de défaillance comporte ici trois composantes. La première composante permet de commander l'allumage d'un voyant d'alerte situé sur le tableau de bord du véhicule automobile, de manière à avertir le conducteur du véhicule qu'un composant du moteur nécessite une réparation rapide. La seconde composante permet de mémoriser dans la mémoire ROM du calculateur 100 un identifiant de la défaillance, de manière à permettre au réparateur d'identifier directement l'origine de la défaillance ayant provoqué l'allumage du voyant d'alerte. La troisième composante permet d'activer un mode dégradé de pilotage du moteur à combustion interne. Une fois ce mode dégradé activé, le calculateur 100 pilote les injecteurs de carburant de telle manière qu'ils injectent une quantité réduite de carburant dans les cylindres 11, ce qui permet au moteur de continuer de fonctionner pour permettre au conducteur d'amener son véhicule chez un réparateur, et ce qui évite toute dégradation du moteur et en particulier tout emballement du turbocompresseur. La présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante 10 conforme à son esprit. En particulier, on pourra prévoir d'appliquer ce procédé de diagnostic sur un moteur dont la turbine ne présente pas une géométrie variable. Pour piloter la vitesse de rotation du compresseur, on pourra alors prévoir que la ligne d'échappement du moteur soit équipée d'une conduite de 15 court-circuitage branchée en parallèle de la turbine, c'est-à-dire prenant naissance entre le collecteur d'échappement 31 et la turbine 32 et débouchant entre la turbine 32 et le pot catalytique 33. Cette conduite de court-circuitage sera alors munie d'une vanne de régulation du débit de gaz brûlés, permettant de réguler le débit de gaz brûlés traversant la turbine. 20 Selon une autre variante de réalisation du procédé conforme à l'invention, on pourra utiliser un observateur d'état différent, soit plus détaillé pour réduire les erreurs de calcul, soit moins détaillé pour réduire le temps de calcul, au risque toutefois d'amplifier les erreurs de calcul. A titre d'exemple, on pourra prévoir d'implanter un capteur de pression 25 dans la ligne d'échappement 30, entre le collecteur d'échappement 31 et la turbine 32, pour mesurer la pression des gaz brûlés débouchant dans la turbine et affiner ainsi la fiabilité de l'observateur d'état en disposant d'une variable de sortie supplémentaire. Les vecteurs de sortie Y et Y pourront alors s'exprimer sous la forme 30 suivante : Y= Qcomp _ mes Padm mes e ch mes A , et Y = Qcomp _ est Padm est Pech est REVENDICATIONS1. Procédé de diagnostic d'une fuite d'air frais dans un circuit d'air frais comprimé (26, 23, 27) d'un moteur à combustion interne (1), caractérisé en qu'il 5 comporte : a) une étape de mesure de la valeur d'au moins une variable caractéristique du fonctionnement du moteur à combustion interne (1), b) une étape de calcul estimatif d'une section de fuite (Sfuite_est) d'air frais en dehors dudit circuit d'air frais comprimé (26, 23, 27), en fonction de la valeur de 10 chaque variable mesurée à l'étape a), c) une étape de comparaison de ladite section de fuite (Sfuite_est) avec une valeur seuil (Sseuil) déterminée, et d) une étape de déduction du diagnostic de fuite d'air frais en fonction du résultat de ladite comparaison. 15 2. Procédé de diagnostic selon la revendication précédente, dans lequel au moins une variable mesurée à l'étape a) est distincte du débit (Qcomp_mes) et de la pression (Padm_mes) d'air frais circulant dans ledit circuit d'air frais comprimé (26, 23, 27). 3. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications précédentes, 20 dans lequel, à l'étape d), on déduit la présence d'une fuite d'air frais si, à l'étape c), ladite section de fuite (Sfuite_est) dépasse ladite valeur seuil (Sseu;i) au cours d'une durée déterminée (AT). 4. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications précédentes, dans lequel : 25 - à l'étape a), il est prévu une étape de mesure de la valeur d'au moins une variable d'entrée (N_mes, Qcarb_mes, 13_mes, a _mes, Qcomp_mes, Padm_mes) et d'estimation de la valeur d'au moins une variable de sortie (Qcomp_est, Padm_est) caractéristiques du fonctionnement du moteur à combustion interne (1), et - à l'étape b), on estime ladite section de fuite (Sfuite_est) à l'aide d'un 30 observateur d'état qui est basé sur la valeur de chaque variable d'entrée (N_mes, Qcarb_mes, (3_mes, a_mes, Qcomp_mes, Padm_mes) et qui est corrigé par un paramètre de correction déduit de la valeur de chaque variable de sortie (Qcomp_est, Padm_est). 5. Procédé de diagnostic selon la revendication 4, dans lequel ledit observateur d'état est basé sur un modèle de Kalman linéarisé autour d'un point de fonctionnement du moteur à combustion interne (1). 6. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications 4 et 5, dans lequel, ledit moteur à combustion interne (1) comportant des cylindres (Il), une ligne d'admission (20) d'air frais dans les cylindres (11) équipée d'un compresseur (22) et une ligne d'échappement (30) de gaz brûlés hors des cylindres (11) équipée d'une turbine (32), ledit observateur d'état utilise un vecteur d'état (X) comportant quatre variables d'état, dont ladite section de fuite (Sfuite_est), la pression (Pecn_est) des gaz brûlés circulant dans la ligne d'échappement (30) entre les cylindres (11) et la turbine (32), la pression (Padm_est) de l'air frais circulant dans la ligne d'admission (20) entre le compresseur (22) et les cylindres (11), et la vitesse de rotation (wtc_est) de ladite turbine (32). 7. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel, ledit moteur à combustion interne (1) comportant des cylindres (11) et une ligne d'admission (20) d'air frais dans les cylindres (11) équipée d'un compresseur (22), ledit observateur d'état utilise un vecteur de sortie (Y) comportant au moins deux variables de sortie, dont le débit (Qcomp_est) et la pression (Padm_est) d'air frais circulant dans la ligne d'admission (20), entre le compresseur (22) et les cylindres (11). 8. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications 4 à 7, dans lequel, le moteur à combustion interne (1) comportant une ligne d'amission (20) d'air frais, une ligne d'échappement (30) de gaz brûlés équipée d'une turbine (32) à géométrie variable et une ligne de recirculation (40) des gaz brûlés équipée d'une vanne EGR (41), ledit observateur d'état utilise un vecteur d'entrée (U) comportant six variables d'entrée, dont le régime (N_mes) du moteur à combustion interne (1), le débit de carburant (Qcarb_mes) injecté dans les cylindres (11) du moteur à combustion interne (1), la géométrie (a_mes) de ladite turbine (32), la position (8_meS) de ladite vanne EGR (41), le débit d'air frais (Qcomp_mes) circulant dans la ligne d'admission (20) et la pression d'air frais (Padm_mes) circulant dans la ligne d'admission (20). 9. Procédé de diagnostic selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, si le diagnostic déduit à l'étape d) établit la présence d'une fuite d'air frais, il est prévu une étape e) d'élaboration d'un signal de défaillance. 10. Procédé de diagnostic selon la revendication précédente, dans lequel à l'étape e), le signal de défaillance permet d'allumer un voyant d'alerte visible par un usager et/ou de mémoriser un identifiant de la défaillance dans une mémoire accessible à un réparateur et/ou d'activer un mode dégradé de pilotage du moteur à combustion interne (1). 11. Moteur à combustion interne (1) comportant des cylindres (11), une ligne d'admission (20) d'air frais dans les cylindres (11) qui est équipée d'un compresseur (22) et d'un circuit d'air frais comprimé (26, 23, 27) vers les cylindres (11), et une ligne d'échappement (30) de gaz brûlés hors des cylindres (11) qui est équipée d'une turbine (32), caractérisé en ce qu'il comporte une unité de pilotage (100) adaptée à mettre en oeuvre un procédé de diagnostic selon l'une des revendications précédentes.