Brevet FR3086977A1 — publié le 20200410

La présente invention concerne un procédé de détection d'un colmatage d'un filtre à air dans un moteur à combustion interne. Le remplacement d'un filtre à air est le plus souvent réalisé en fonction d'indications données par le constructeur. Il peut être ainsi recommandé de changer un filtre à air après un nombre d'heures prédéterminé, ce nombre pouvant être déterminé en fonction d'un milieu d'utilisation (environnement plus ou moins pollué). Toutefois, le plus souvent, les conditions réelles d'utilisation ne sont pas prises en compte. Il est connu alors d'utiliser un système de mesure de pression en amont et en aval du filtre à air pour déterminer son niveau de colmatage. Un tel système peut être monté en option (et en après-vente) sur le filtre à air. Il comporte deux capteurs de pression qui doivent être relativement précis pour ne pas donner de fausses informations. Le document JP2009074410 divulgue un procédé de détection du colmatage d'un filtre à air par une unité de commande électronique qui est un dispositif de commande d'injection de carburant dans lequel le système de contrôle de la densité est prévu pour déterminer une quantité d'injection de carburant en prédisant une quantité d'air d'admission en fonction de la vitesse de rotation du moteur détectée et de valeurs de pression de la tubulure d'admission, la différence entre la valeur moyennée et la valeur minimale des pressions de la tubulure d'admission détectées en continu est calculée. Lorsque la différence est au moins inférieure à une valeur de détermination de colmatage prédéterminée, le filtre à air est déterminé comme étant bouché, et une lampe de code de panne servant de moyen d'affichage est allumée. Ce système est intégré au moteur d'origine mais nécessite la présence de plusieurs capteurs de pression. De plus, un tel système de détection ne fonctionne pas avec un moteur à carburateur. En outre, la détection du colmatage est faite lorsque la différence de pression mesurée est inférieure à une valeur prédéterminée. De ce fait, pour éviter des erreurs de détection, les capteurs doivent être précis. La présente invention a alors pour but de fournir un procédé de détection de colmatage d'un filtre à air fonctionnant à partir d'informations habituellement accessibles 30 dans un moteur. À cet effet, la présente invention propose un procédé de détection d'un colmatage d'un filtre à air dans un moteur à combustion interne comportant, d'une part, au moins un piston se déplaçant dans un cylindre et, d'autre part, une tubulure d'admission d'air frais et un dispositif apte à faire varier la section de passage d'air dans ladite tubulure 35 d'admission. 2 Selon l'invention, ce procédé comporte les étapes suivantes lorsque la section de passage d'air dans la tubulure d'admission est supérieure à une section de passage prédéterminée : - mesure d'une pression dans la tubulure d'admission en fin d'une phase 5 d'admission d'air dans un cylindre, - mesure d'une pression dans la tubulure d'admission en fin de phase d'échappement dans un cylindre, - détermination du colmatage du filtre à air selon une comparaison faite entre, d'une part, au moins une pression mesurée au cours d'au moins une mesure de pression 10 en fin de phase d'admission d'air dans un cylindre et, d'autre part, au moins une pression mesurée au cours d'au moins une mesure de pression en fin de phase d'échappement, le filtre étant estimé colmaté lorsque la comparaison donne une valeur supérieure à une valeur prédéterminée. Ce procédé permet de détecter un colmatage d'un filtre à air uniquement en 15 mesurant la pression dans la tubulure d'admission. Habituellement, un capteur de pression est prévu dans cette tubulure pour connaitre le débit d'air entrant dans le moteur. Le procédé de détection de colmatage fonctionne ainsi avec un capteur habituellement présent dans un moteur. En outre, comme ce capteur est présent dans le moteur, la détection du colmatage peut être gérée facilement par une unité de commande et de 20 gestion intégrée au moteur. La fonction de détection de colmatage peut donc être intégrée directement au véhicule (ou autre dispositif) correspondant. Dans le procédé de détection proposé, la mesure de pression en fin de phase d'admission d'air dans un cylindre peut être effectuée lorsque le piston correspondant se trouve à son point mort bas, par exemple à ± 20'de son point mort bas. 25 De même, dans ce procédé, la mesure de pression en fin de phase d'échappement dans un cylindre peut être effectuée lorsque le piston correspondant se trouve à environ - 300 de son point mort haut, par exemple entre - 500 et _100 de son point mort haut. Pour éviter de fausses détections, le procédé de détection ci-dessus peut 30 prévoir que le filtre à air est considéré comme colmaté lorsque plusieurs étapes de détermination du colmatage du filtre à air ont conduit à une estimation de filtre à air colmaté. Pour signaler un colmatage à un utilisateur, le procédé de détection comporte avantageusement aussi une étape de signalement, par exemple visuel ou acoustique, 35 lorsqu'un colmatage du filtre à air est détecté. 3 Dans le cas particulier d'un moteur bicylindre, le procédé de détection selon l'invention comporte les étapes suivantes lorsque la section de passage d'air dans la tubulure d'admission est supérieure à une section de passage prédéterminée : - mesure d'une pression dans la tubulure d'admission en fin d'une phase 5 d'admission d'air dans un premier cylindre, - mesure d'une pression dans la tubulure d'admission en fin d'une phase d'admission d'air dans le second cylindre, - mesure d'une pression dans la tubulure d'admission en fin de phase d'échappement dans le premier cylindre, 10 - détermination du colmatage du filtre à air en calculant la différence entre, d'une part, la pression mesurée en fin d'échappement dans le premier cylindre et, d'autre part, la moyenne des deux pressions mesurées en fin de phase d'admission d'air dans le premier cylindre et dans le second cylindre et en comparant ladite différence avec une valeur de pression prédéterminée, le filtre étant estimé colmaté lorsque la comparaison 15 donne une valeur supérieure à ladite valeur prédéterminée. La présente invention concerne également un produit programme d'ordinateur, comprenant une série d'instructions de code pour la mise en oeuvre d'un procédé de détection d'un colmatage d'un filtre à air dans un moteur à combustion interne tel que décrit ci-dessus, quand il est mis en oeuvre par un calculateur. 20 La présente invention concerne en outre un dispositif de détection d'un colmatage d'un filtre à air dans un moteur à combustion interne comprenant : - des moyens de détermination du régime du moteur, - un calculateur électronique, - une tubulure d'admission d'air frais, 25 - un capteur de pression apte à mesurer la pression dans la tubulure d'admission, et - un dispositif apte à faire varier la section de passage d'air dans ladite tubulure d'admission, ledit dispositif comportant des moyens électroniques configurés pour : - mesurer une pression dans la tubulure d'admission en fin d'une phase d'admission d'air dans un cylindre, - mesurer une pression dans la tubulure d'admission en fin de phase d'échappement dans un cylindre, - déterminer un colmatage du filtre à air selon une comparaison faite entre, 35 d'une part, au moins une pression mesurée au cours d'au moins une mesure de pression en fin de phase d'admission d'air dans un cylindre et, d'autre part, au moins une pression mesurée au cours d'au moins une mesure de pression en fin de phase d'échappement, le 4 filtre étant estimé colmaté lorsque la comparaison donne une valeur supérieure à une valeur prédéterminée. Enfin, un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection de colmatage d'un filtre à air tel que défini ci-dessus est aussi un 5 objet de la présente invention. Des détails et avantages de la présente invention apparaitront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel : La figure 1 est une courbe de variation de la pression dans une tubulure d'admission d'un moteur bicylindre, et 10 La figure 2 est un logigramme illustrant un procédé pour détecter le colmatage d'un filtre à air du moteur considéré. La description qui suit concerne un procédé de détection de colmatage d'un filtre à air d'un moteur à combustion. À titre purement illustratif et non limitatif, on considère ici un moteur bicylindre à quatre temps. L'invention peut être mise en oeuvre 15 avec plusieurs types de moteurs mais de préférence avec des moteurs quatre temps mono- ou bi-cylindre ou avec des moteurs monocylindres deux temps. L'invention est plus particulièrement, mais non exclusivement, destinée à des moteurs travaillant dans des conditions sévères, notamment dans des atmosphères particulièrement chargées en poussières et/ou saletés. Il peut s'agir par exemple d'une 20 machine telle une tondeuse à gazon professionnelle qui est souvent amenée à travailler dans une atmosphère très chargée en poussières, ou bien dans un autre exemple il peut s'agir d'une moto dite enduro ou tous terrains. La figure 1 illustre la variation de la pression dans une tubulure d'admission d'un moteur bicylindre en V à 900. On a choisi sur cette figure comme origine de la 25 position angulaire du moteur le point mort haut combustion d'un premier cylindre. Comme on peut le voir sur cette figure, il y a des pics de pressions principaux 2 et des pics de pression intermédiaires 4. De même, il y a des creux de pression principaux 6 et des creux de pression intermédiaires 8. La pression dans la tubulure d'admission diminue lorsque de l'air entre dans un cylindre (généralement par ouverture d'une soupape 30 d'admission). La pression augmente lorsqu'il n'y a plus d'air entrant dans les cylindres. Les temps d'ouverture d'une soupape, exprimés en degrés de rotation du moteur, ou °CRK, sont sensiblement les mêmes à chaque fois. Par contre, les temps pendant lesquels les deux soupapes d'admission (pour un moteur à quatre soupapes) sont fermées est une fois court et une fois plus long du fait de la géométrie du moteur (V à 90°). Ainsi, quand les deux soupapes d'admission sont fermées plus longtemps, la pression dans la tubulure d'admission a plus de temps pour atteindre sensiblement la pression atmosphérique extérieure. Par contre, les autres fois, lorsque les deux soupapes 5 d'admission sont fermées moins longtemps, la pression dans la tubulure d'admission n'arrive pas à atteindre la pression atmosphérique lorsqu'une soupape d'admission s'ouvre. On a ainsi d'une part les pics de pression principaux 2 et d'autre part les pics de pression intermédiaires 4. 5 Comme indiqué ci-dessus, les temps d'ouverture des soupapes d'admission sont identiques. Par contre, comme il ressort de la figure 1, lorsqu'une soupape s'ouvre la pression dans la tubulure d'admission correspond soit à un pic de pression principal 2, soit à un pic de pression intermédiaire 4. Quand la pression à l'ouverture de la soupape d'admission est moindre, alors la pression à la fermeture de cette soupape est moindre 10 également. La pression dans la tubulure d'admission correspond alors à un creux de pression principal 6. L'invention est basée sur la constatation originale suivante : si le filtre à air est colmaté, pendant l'ouverture d'une soupape d'admission, qui est relativement brève, l'air aspiré dans le cylindre ne sera pas normalement remplacé dans la tubulure d'admission 15 créant ainsi une plus grande dépression dans la tubulure d'admission. Ceci est d'autant plus marqué à l'ouverture d'une soupape d'admission suite à un pic de pression intermédiaire 4. Il est alors proposé avec le logigramme de la figure 2 de venir mesurer la pression dans la tubulure d'admission correspondant à des creux de pression successifs, 20 un creux de pression intermédiaire 8 et un creux de pression principal 6, d'en faire la moyenne (arithmétique) et de comparer cette moyenne avec la valeur de la pression correspondant au pic de pression principal 2 suivant. Le moteur est alimenté en air par la tubulure d'admission. Pour réguler le flux d'air dans le moteur, il est habituel de faire varier la section de passage de l'air dans la 25 tubulure. De manière classique, la régulation du flux d'air se fait à l'aide d'un volet pivotant autour d'un axe perpendiculaire à la tubulaire d'admission volet appelé généralement (et par la suite) papillon (« throttle valve » en anglais). Pour la détection du colmatage d'un filtre à air, qui se trouve en amont du papillon, on prévoit de ne réaliser des mesures de pression que lorsque le papillon est 30 entièrement ouvert ou presqu'entièrement ouvert. Dans une variante de réalisation préférée illustrée à la figure 2, les mesures de pression sont réalisées lorsque l'ouverture du papillon, qui peut s'exprimer en degrés (entre 0° et 90°), est supérieure à une valeur donnée en fonction du régime moteur co. Sur la figure 2, on appelle PAF la position d'ouverture du papillon. Sur cette figure, la lettre « Y » correspond à REVENDICATIONS1. Procédé de détection d'un colmatage d'un filtre à air dans un moteur à combustion interne comportant, d'une part, au moins un piston se déplaçant dans un cylindre et, d'autre part, une tubulure d'admission d'air frais et un dispositif apte à faire varier la section de passage d'air dans ladite tubulure d'admission, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes lorsque la section de passage d'air dans la tubulure d'admission est supérieure à une section de passage prédéterminée : - mesure d'une pression dans la tubulure d'admission en fin d'une phase d'admission d'air dans un cylindre, - mesure d'une pression dans la tubulure d'admission en fin de phase d'échappement 10 dans un cylindre, - détermination du colmatage du filtre à air selon une comparaison faite entre, d'une part, au moins une pression mesurée au cours d'au moins une mesure de pression en fin de phase d'admission d'air dans un cylindre et, d'autre part, au moins une pression mesurée au cours d'au moins une mesure de pression en fin de phase d'échappement, le filtre 15 étant estimé colmaté lorsque la comparaison donne une valeur supérieure à une valeur prédéterminée. 2. Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure de pression en fin de phase d'admission d'air dans un cylindre est effectuée lorsque le piston correspondant se trouve à son point mort bas, par exemple à ± 20° de 20 son point mort bas. 3. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la mesure de pression en fin de phase d'échappement dans un cylindre est effectuée lorsque le piston correspondant se trouve à environ - 30° de son point mort haut, par exemple entre - 50° et - 10°de son point mort haut. 25 4. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le filtre à air est considéré comme colmaté lorsque plusieurs étapes de détermination du colmatage du filtre à air ont conduit à une estimation de filtre à air colmaté. 5. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape de signalement, par exemple visuel ou acoustique, 30 lorsqu'un colmatage du filtre à air est détecté. 6. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moteur à combustion interne comporte deux pistons se déplaçant chacun dans un cylindre et en ce qu'il comporte les étapes suivantes lorsque la section de passage d'air dans la tubulure d'admission est supérieure à une section de passage prédéterminée : - mesure d'une pression dans la tubulure d'admission en fin d'une phase d'admission d'air dans un premier cylindre, 5 - mesure d'une pression dans la tubulure d'admission en fin d'une phase d'admission d'air dans le second cylindre, - mesure d'une pression dans la tubulure d'admission en fin de phase d'échappement dans le premier cylindre, - détermination du colmatage du filtre à air en calculant la différence entre, d'une part, la 10 pression mesurée en fin d'échappement dans le premier cylindre et, d'autre part, la moyenne des deux pressions mesurées en fin de phase d'admission d'air dans le premier cylindre et dans le second cylindre et en comparant ladite différence avec une valeur de pression prédéterminée, le filtre étant estimé colmaté lorsque la comparaison donne une valeur supérieure à ladite valeur prédéterminée. 7. Produit programme d'ordinateur, comprenant une série d'instructions de code pour la mise en couvre d'un procédé de détection d'un colmatage d'un filtre à air dans un moteur à combustion interne selon l'une des revendications 1 à 6, quand il est mis en oeuvre par un calculateur. 8. Dispositif de détection d'un colmatage d'un filtre à air dans un moteur à combustion interne comprenant : - des moyens de détermination du régime du moteur, - un calculateur électronique, - une tubulure d'admission d'air frais, - un capteur de pression apte à mesurer la pression dans la tubulure d'admission, et - un dispositif apte à faire varier la section de passage d'air dans ladite tubulure d'admission, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte des moyens électroniques configurés pour : - mesurer une pression dans la tubulure d'admission en fin d'une phase d'admission d'air dans un cylindre, - mesurer une pression dans la tubulure d'admission en fin de phase d'échappement dans un cylindre, 11 - déterminer un colmatage du filtre à air selon une comparaison faite entre, d'une part, au moins une pression mesurée au cours d'au moins une mesure de pression en fin de phase d'admission d'air dans un cylindre et, d'autre part, au moins une pression mesurée au cours d'au moins une mesure de pression en fin de phase d'échappement, le filtre 5 étant estimé colmaté lorsque la comparaison donne une valeur supérieure à une valeur prédéterminée. 9. Moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection de colmatage d'un filtre à air selon la revendication 8.