Brevet FR3102209A1 — publié le 20210423

Procédé de contrôle d’un circuit d’admission (1) d’un moteur à combustion interne suralimenté, comprenant une branche de renvoi (13) des gaz de blow-by à partir du carter inférieur du moteur, raccordée au circuit d’admission (1) en amont d’un compresseur de suralimentation (4), caractérisé en ce qu’on ferme un volet de vannage (9) contrôlant le débit des gaz dans le circuit d’admission (1) en amont de l’arrivée du blow-by, lorsque la différence de pression entre le carter inférieur du moteur et son carter d’admission, est insuffisante pour aspirer les gaz de blow-by vers l’admission. Figure pour l’abrégé : figure 1 PROCEDE DE contrôle d’UN circuit D’ADMISSION de moteur SURALIMENTE a combustion interne La présente invention se rapporte au pilotage de systèmes de suralimentation de moteurs à combustion interne par turbo-compresseur essence ou Diesel, et au circuit de recirculation des gaz en provenance du carter inférieur du moteur, appelés gaz de blow-by. Plus précisément, elle a pour objet un procédé de contrôle d’un circuit d’admission de moteur à combustion interne suralimenté, comprenant une branche de renvoi des gaz de blow-by à partir du carter inférieur du moteur, raccordée au circuit d’admission en amont d’un compresseur de suralimentation. Les gaz provenant du carter inférieur d’un moteur à combustion interne, sont composés d’hydrocarbures imbrûlés, et de gouttelettes d’huile mélangés à de l’air, provenant des fuites au travers de la segmentation au niveau du piston, ou au travers des paliers du turbo-compresseur. Après avoir été décantés pour extraire au maximum les gouttelettes d’huile, les gaz présents dans le carter inférieur du moteur sont réintroduits à l’admission, à un endroit en dépression par rapport à la pression régnant dans le carter inférieur, par exemple à l’entrée du compresseur, dans le cas d’un moteur suralimenté par turbo-compresseur. Sur certaines zones de fonctionnement du moteur, notamment à bas régimes et fortes charges, la dépression à l’admission n’est pas suffisante pour évacuer tout le débit de blow-by. Le carter est alors soumis à des pressions positives pouvant, selon l’étanchéité du moteur, provoquer des fuites d’huile ou de gaz de blow-by dans l’atmosphère. Ainsi, à proximité de 1500 tr/min et de la pleine charge, l’écart de pression entre l’admission et le carter inférieur est insuffisante pour assurer une pression négative dans le carter. Dans un contexte de lutte renforcée contre la pollution, il est nécessaire de garantir une pression négative dans le carter d’admission sur tout le champ de fonctionnement du moteur, pour assurer en permanence la ré-aspiration des gaz de blow-by à l’admission. Sur les moteurs disposant d’un circuit de recirculation des gaz d’échappement basse pression (EGR BP), un volet peut être disposé à l’admission, à la sortie du circuit d’EGR BP, de manière à créer une dépression permettant d’augmenter le débit d’EGR dans le moteur, pour réduire les oxydes d’azote (NO x ). La publication WO2008104892, décrit notamment un moteur atmosphérique avec un circuit de récupération des gaz blow-by, conduisant du carter inférieur du moteur jusqu’à son répartiteur d’admission, où ils sont réintroduits dans le flux d’air dirigé vers les chambres de combustion. Le circuit d’admission comprend un volet de type boitier papillon, permettant de régler le niveau de charge du moteur. Dans les moteurs turbocompressés, les boitiers papillons sont également utilisés pour introduire des taux de gaz d’échappement recirculés ( EGR pour « Exhaust Gas Recirculation ») plus importants sur la zone de dépollution du moteur. La présente invention vise assurer l’aspiration des gaz de blow by vers l’admission. Dans ce but, elle propose de fermer un volet de vannage contrôlant le débit des gaz dans le circuit d’admission basse pression, en amont de l’arrivée du blow-by, lorsque la différence de pression entre le carter inférieur du moteur et son carter d’admission, est insuffisante pour aspirer les gaz de blow-by vers l’admission. Dans un premier mode de réalisation, la différence de pression entre le carter inférieur du moteur et son carter d’admission, est déterminée à partir des mesures d’un capteur de pression du carter inférieur et d’un capteur de pression avant le compresseur. Dans un deuxième mode de réalisation, la fermeture du volet est imposée dans des zones déterminées, de fonctionnement du moteur. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés. représente schématiquement un circuit d’admission et d’échappement de moteur turbocompressé. présente une première stratégie de pilotage avec deux capteurs de pressions moyennes. présente une deuxième stratégie de pilotage exploitant une cartographie de fonctionnement du moteur. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement le circuit d’admission 1 et le circuit d’échappement 2, d’un moteur à combustion interne turbocompressé 3, avec recirculation des gaz d’échappement. L’air frais pénétrant dans le conduit d’admission 1a traverse un filtre à air 1b. Son débit Q air et sa température T air sont mesurés, avant qu’il soit rejoint par les gaz recirculés. Le flux d’admission traverse le compresseur 4, puis un refroidisseur d’air de suralimentation ( RAS ) 5, avant de rejoindre le répartiteur d’admission 1c. Les gaz d’échappement traversent la turbine 6, puis des organes de dépollution 2a, 2b. Une partie de leur flux passe dans un conduit de recirculation 7, au travers d’un filtre 7a, puis d’un refroidisseur 7b. Le reste est expulsé, au travers d’un tuyau d’échappement 2c. La recirculation des gaz d’échappement peut s’effectuer au travers d’une branche EGR haute pression 8, dès la sortie du collecteur d’échappement, ou au travers de la branche EGR basse pression 7, après la traversée de la turbine 6 et des organes de dépollution 2a, 2b. La circulation des flux d’admission, d’échappement et de recirculation est contrôlée par plusieurs volets, dont un volet de vannage d’admission 9, un volet d’admission 10, une vanne EGR haute pression 11, une vanne EGR basse pression 12, et un volet d’échappement 13. Enfin, le circuit présente une branche de renvoi 13 des gaz blow-by, du carter inférieur du moteur, vers l’admission, en amont du compresseur 4. Le volet de vannage 9, contrôle le débit d’un mélange d’air frais et de gaz d’échappement recirculés à basse pression. L’invention propose de l’utiliser également pour créer, dans certaines conditions, une dépression à l’admission à l’aval de ce volet. Elle intervient ainsi sur le contrôle du circuit d’admission 1 du moteur à combustion interne suralimenté, en amont du compresseur de suralimentation 4. La fermeture du volet de vannage 9, contrôlant le débit des gaz dans le circuit d’admission en amont de l’arrivée du blow-by, permet d’assurer la circulation d’un débit de blow-by, lorsque la différence de pression entre l’admission et carter inférieur est insuffisante pour assurer un débit suffisant des gaz de blow-by vers l’admission. Ce besoin apparaît principalement dans une zone de fonctionnement du moteur à forte charge, en particulier à proximité de la pleine charge et faible régime (typiquement 1500 tr/min). Mais ces conditions ne sont pas limitatives, et l’application peut être étendue à d’autres zones de fonctionnement du moteur, sans sortir du cadre de l’invention. La figure 2 illustre une première stratégie de pilotage du volet 8, basée sur la mesure de la différence de pression entre l’admission et le carter inférieur. la différence de pression entre le carter inférieur du moteur et son carter d’admission, est déterminée à partir des mesures de deux capteurs, mesurant respectivement la pression avant le compresseur de suralimentation PAVC et la pression PCI en sortie du carter inférieur du moteur (non représenté). Si la différence de pression ∆ P=PAVC-PCI est proche de zéro ou positive, le volet de vannage 9 se ferme jusqu’à ce que cette différence devienne négative, et permette la circulation des gaz de blow-by au travers de la branche de renvoi 13 vers l’admission. Le volet 9 peut être fermé pour aspirer les gaz de blow-by , ou pour augmenter les taux d’ EGR . Sinon il est ouvert. La fermeture du volet de vannage peut aussi être imposée dans des zones de fonctionnement du moteur déterminées. Le contrôle du volet est alors réalisé sur la base d’une cartographie imposant sa position au volet de vannage 9, en fonction du régime du moteur N , et de son couple TQE . Dans ce deuxième mode de réalisation de l’invention, la fermeture du volet 9 est imposée dans des zones de fonctionnement du moteur déterminées par une cartographie établie en fonction du régime du moteur N et du couple qu’il délivre TQE . Le régime et le couple sont mesurés par le système de contrôle moteur : les zones de fermeture du volet sont déterminées par des plages de régime, telles que N1 et des plages de couple, telles que TQE1 . La position du volet est pilotée par une tension de commande (en Volt) aux bornes du volet. La cartographie est établie de préférence pendant la phase de mise au point du moteur. Elle délimite des zones d’application de la stratégie en fonction du régime N et du couple TQE entre les bornes N1 , N2 et TEQ1 , TQE2 . Dans ce mode de mise en œuvre, les capteurs de pression PAVC et PCI ne sont pas nécessaires. Comme indiqué sur les figures 2 et 3, la fermeture du volet d’admission peut être imposée pour augmenter le taux de gaz recirculés du moteur, même lorsqu’elle n’est pas requise pour assurer l’aspiration des gaz de blow-by. Cette caractéristique est effective dans les deux modes de réalisation décrits. Le volet de vannage 9, contrôle le débit d’un mélange d’air frais et de gaz d’échappement recirculés à basse pression. Dans l’exemple de la figure 1, le débit de gaz d’échappement recirculés à basse pression est contrôlé en amont du volet de vannage 9, par une vanne EGR basse pression 12. En conclusion, sur les moteurs munis d’un circuit de recirculation des gaz d’échappement à basse pression EGR BP , et d’un volet de vannage à l’admission, l’invention propose d’utiliser avantageusement ce volet pour générer une dépression à l’admission à l’aval de ce volet, afin d’assurer l’aspiration des gaz de blow-by. Dans cette utilisation, le volet de vannage est piloté à l’aide du système de contrôle du moteur. L’avantage principal de l’invention est qu’elle n’entraîne aucun surcoût, car elle n’implique pour sa mise en œuvre, qu’une adaptation de la stratégie de pilotage du volet de vannage de l’admission dans le système de contrôle du moteur. Procédé de contrôle d’un circuit d’admission (1) d’un moteur à combustion interne suralimenté, comprenant une branche de renvoi (13) des gaz de blow-by à partir du carter inférieur du moteur, raccordée au circuit d’admission (1) en amont d’un compresseur de suralimentation (4), caractérisé en ce qu’on ferme un volet de vannage (9) contrôlant le débit des gaz dans le circuit d’admission (1) en amont de l’arrivée du blow-by, lorsque la différence de pression entre le carter inférieur du moteur et son carter d’admission, est insuffisante pour aspirer les gaz de blow-by vers l’admission. Procédé de contrôle d’in circuit d’admission selon la revendication 1, caractérisée en ce que la différence de pression entre le carter inférieur du moteur et son carter d’admission, est déterminée à partir des mesures d’un capteur de pression du carter inférieur ( PCI ) et un capteur de pression avant le compresseur ( PAVC ). Procédé de contrôle d’un circuit d’admission selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fermeture du volet de vannage (9), est imposée dans des zones de fonctionnement du moteur déterminées. Procédé de pilotage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les zones de fonctionnement imposant la fermeture du volet de vannage (9) sont déterminées par une cartographie établie en fonction du régime du moteur ( N ) et du couple qu’il délivre ( TQE ). Procédé de contrôle d’un circuit d’admission selon la revendication 4, caractérisé en ce que les zones de fermeture du volet de vannage (9) sont déterminées par de plages de régime ( N1 ) et des plages de couple ( TQE1 ). Procédé de contrôle d’un circuit d’admission selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fermeture du volet de vannage (9) peut être imposée pour augmenter le taux de gaz recirculés du moteur, même lorsqu’elle n’est pas requise pour assurer l’aspiration des gaz de blow-by. Procédé de contrôle d’un circuit d’admission selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volet de vannage (9), contrôle le débit d’un mélange d’air frais et de gaz d’échappement recirculés à basse pression. Procédé de contrôle d’un circuit d’admission selon la revendication 7, caractérisé en ce que le débit de gaz d’échappement recirculés à basse pression est contrôlé en amont du volet de vannage (9), par une vanne EGR basse pression (12).