FR2948415A1 - Systeme et procede de controle d'une suralimentation en air d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile - Google Patents

Systeme et procede de controle d'une suralimentation en air d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile Download PDF

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Abstract

Système de contrôle d'un dispositif (2) de suralimentation en air admis dans un moteur à combustion interne (3) de véhicule automobile comprenant un turbocompresseur de suralimentation (9) muni d'une turbine (11) à géométrie variable équipée d'ailettes (22) avec un actionneur (23) pour modifier l'orientation des ailettes (22), le système comprenant un premier moyen de mesure (25) pour mesurer la pression de suralimentation, un moyen d'estimation (40) pour estimer une pression de suralimentation de référence et un moyen de détection (42) pour détecter un défaut de suralimentation comprenant un moyen de calcul (43) pour calculer une différence entre l'estimation de la pression de suralimentation de référence et la mesure de la pression de suralimentation et un moyen de comparaison (44) pour comparer ladite différence avec un seuil de défaut de suralimentation.

Description

B08-2752FR - ODE/CRA
Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s. Système et procédé de contrôle d'une suralimentation en air d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile Invention de : FONTVIEILLE Laurent Système et procédé de contrôle d'une suralimentation en air d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile
L'invention concerne un système et un procédé de contrôle d'une suralimentation en air d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Actuellement, on suralimente les moteurs à combustion interne à l'aide d'un turbocompresseur. Un turbocompresseur comprend une turbine et un compresseur dans le but d'augmenter la quantité d'air admise dans les cylindres du moteur. La turbine est située sur une sortie du collecteur d'échappement et est entraînée par les gaz d'échappement du moteur. Le compresseur est monté sur le même axe que la turbine et a pour rôle de comprimer l'air pour délivrer un air comprimé, dit suralimenté, dans le collecteur d'admission d'air du moteur. De façon générale, un échangeur de chaleur peut être situé entre le compresseur et le collecteur d'admission d'air pour refroidir l'air comprimé en sortie du compresseur. Afin de contrôler la quantité d'air admis dans le moteur, il est intéressant de pouvoir réguler la pression de suralimentation du moteur, c'est-à-dire de réguler la pression de l'air dans le collecteur d'admission d'air. Cette régulation peut consister à utiliser un moyen de régulation pour réguler en boucle fermée la pression de suralimentation à partir d'une consigne de pression de suralimentation et d'une mesure de la pression de suralimentation via un capteur de pression situé sur le collecteur d'admission. La consigne de pression de suralimentation peut par exemple être destinée au turbocompresseur afin de contrôler la vitesse de rotation du compresseur. On peut, par exemple, diagnostiquer un défaut du moyen de régulation en comparant l'intégrale de l'écart de la boucle de régulation par rapport à la consigne de pression de suralimentation avec un seuil de détection. Mais il existe une bande morte en dessous de laquelle l'intégrale n'est pas calculée. En outre, le calcul de l'intégrale n'est pas réalisé lorsque la consigne varie trop rapidement.
Par ailleurs, ce diagnostic n'est réalisé que lorsque la pression de suralimentation est régulée, ce qui réduit la fenêtre de diagnostic à une zone où la pression de suralimentation est élevée uniquement. Un des buts de l'invention est donc de fournir un système et un procédé pour diagnostiquer le temps de réponse d'une suralimentation d'un moteur équipé d'un turbocompresseur muni d'une turbine équipée d'ailettes orientables, notée turbine à géométrie variable. Un autre but de l'invention est de fournir un moyen fiable pour contrôler la suralimentation d'un moteur comprenant un unique turbocompresseur. Selon un aspect de l'invention, il est proposé un système de contrôle d'un dispositif de suralimentation en air admis dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant un turbocompresseur de suralimentation muni d'une turbine à géométrie variable équipée d'ailettes avec un actionneur pour modifier l'orientation des ailettes, le système comprenant un premier moyen de mesure pour mesurer la pression de suralimentation. Le système comprend un moyen d'estimation pour estimer une pression de suralimentation de référence et un moyen de détection pour détecter un défaut de suralimentation comprenant un moyen de calcul pour calculer une différence entre l'estimation de la pression de suralimentation de référence et la mesure de la pression de suralimentation et un moyen de comparaison pour comparer ladite différence avec un seuil de défaut de suralimentation.
A l'aide du moyen d'estimation, on fournit une estimation de la pression de suralimentation de référence permettant d'élaborer un critère de diagnostic par rapport à la pression de suralimentation mesurée pendant toute la durée du cycle du moteur. Ce dispositif permet de diagnostiquer un défaut de suralimentation dans une fenêtre plus large que celle qui est réduite à une zone de forte pression de suralimentation. En outre, grâce à ce moyen d'estimation, on peut diagnostiquer un défaut de suralimentation lorsque la pression de suralimentation varie rapidement. Ce système permet de détecter une dégradation du temps de réponse d'une suralimentation générée par un turbocompresseur muni d'une turbine à géométrie variable et de l'actionneur des ailettes de la turbine, et permet donc de détecter une dégradation du fonctionnement du turbocompresseur. Avantageusement, le système de contrôle comprend cinq autres moyens de mesure pour mesurer respectivement un débit, une température et une pression de l'air en amont du turbocompresseur, une position des ailettes et une pression des gaz d'échappement en aval du turbocompresseur, un premier module d'estimation pour estimer une température des gaz d'échappement en amont de la turbine, un deuxième module d'estimation pour estimer un débit des gaz d'échappement dans la turbine, et dans lequel le moyen d'estimation est apte à estimer la pression de suralimentation de référence à partir desdites mesures du débit, de la température et de la pression de l'air en amont du turbocompresseur, de la position des ailettes et de la pression des gaz d'échappement en aval du turbocompresseur et desdites estimations de la température des gaz d'échappement en amont de la turbine et du débit des gaz d'échappement dans la turbine. A l'aide de tels capteurs de mesure, on peut améliorer la précision de l'estimation de la pression de suralimentation de référence. En outre, à l'aide des premier et deuxième modules d'estimation on s'affranchit de deux capteurs de mesures, permettant ainsi, de diminuer les coûts de fabrication du système de contrôle. Le moyen d'estimation peut comprendre un troisième module d'estimation pour estimer une première puissance fournie par le compresseur, un quatrième module d'estimation pour estimer une deuxième puissance fournie par la turbine, un cinquième module d'estimation pour estimer un régime courant du turbocompresseur à partir desdites estimations de puissances, ledit troisième module étant apte à estimer un rapport de compression du compresseur à partir de l'estimation du régime courant du turbocompresseur, et un sixième module d'estimation pour estimer la pression de suralimentation de référence à partir de l'estimation du rapport de compression du compresseur.
Grâce à un tel moyen d'estimation, on fournit un moyen simple et peu onéreux pour estimer la pression de suralimentation en air du moteur. Avantageusement, le troisième module d'estimation est apte à estimer la première puissance fournie par le compresseur à partir de variables d'entrée du compresseur qui sont respectivement, les mesures du débit, de la température et de la pression de l'air en amont du turbocompresseur, et l'estimation du régime courant du turbocompresseur.
On peut ainsi estimer la première puissance fournie par le compresseur à l'aide d'un minimum de moyens de mesure. Le quatrième module d'estimation peut également être apte à estimer la deuxième puissance fournie par la turbine à partir de variables d'entrée de la turbine qui sont respectivement, les mesures de la position des ailettes et de la pression des gaz d'échappement en aval du turbocompresseur, et les estimations du débit des gaz d'échappement et de la température des gaz d'échappement en amont de la turbine. On peut donc estimer la deuxième puissance fournie par la turbine à l'aide d'un minimum de moyens de mesure. Par ailleurs, on peut ainsi décorréler l'estimation de la première puissance fournie par le compresseur par rapport à l'estimation de la deuxième puissance fournie par la turbine, ce qui permet de contrôler la suralimentation de manière suffisamment précise lors de la panne d'un des moyens de mesure du système de contrôle. Le troisième module d'estimation peut en outre comprendre, un premier moyen d'élaboration pour élaborer un débit d'air corrigé et un régime de la turbine corrigé à partir des variables d'entrée et de données de références du compresseur, un septième module d'estimation pour estimer le rapport de compression du compresseur et un rendement du compresseur à partir de deux cartographies respectives établies en fonction desdites valeurs corrigées, et un huitième module d'estimation pour estimer la première puissance fournie par le compresseur à partir des estimations du rapport de compression du compresseur et du rendement du compresseur, et des mesures du débit et de la température de l'air en amont du turbocompresseur. Le quatrième module d'estimation peut comprendre, un deuxième moyen d'élaboration pour élaborer un débit des gaz d'échappement corrigé à partir des variables d'entrée et de données de références de la turbine, un neuvième module d'estimation pour estimer, un rapport de détente de la turbine à partir d'une troisième cartographie établie en fonction du débit des gaz d'échappement corrigé et de la position des ailettes de la turbine et un rendement de la turbine à partir d'une quatrième cartographie établie en fonction du rapport de détente de la turbine et de la position des ailettes de la turbine, et un dixième module d'estimation pour estimer la deuxième puissance fournie par la turbine à partir des estimations du rapport de détente de la turbine, du rendement de la turbine, du débit des gaz d'échappement et de la température des gaz d'échappement en amont de la turbine. En utilisant des cartographies préalablement établies par le constructeur, on s'affranchit d'utiliser des capteurs supplémentaires qui sont coûteux et soumis à des risques de pannes qui peuvent être dues aux fortes températures générées autour du moteur. Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de contrôle de la suralimentation en air admis dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant un turbocompresseur de suralimentation muni d'une turbine à géométrie variable et dans lequel on mesure une pression de suralimentation. Dans ce procédé, on estime une pression de suralimentation de référence, on calcule une différence entre l'estimation de la pression de suralimentation de référence et la mesure de la pression de suralimentation et on compare ladite différence avec un seuil de défaut de suralimentation pour détecter un défaut de suralimentation. Avantageusement, le turbocompresseur est équipé d'ailettes avec un actionneur pour modifier l'orientation des ailettes, et on mesure un débit, une température et une pression de l'air en amont du turbocompresseur, une position des ailettes et une pression des gaz d'échappement en aval du turbocompresseur, on estime une température des gaz d'échappement en amont de la turbine et un débit des gaz d'échappement dans la turbine, et on estime la pression de suralimentation de référence à partir desdites mesures du débit, de la température et de la pression de l'air en amont du turbocompresseur, de la position des ailettes et de la pression des gaz d'échappement en aval du turbocompresseur et desdites estimations de la température des gaz d'échappement en amont de la turbine et du débit des gaz d'échappement dans la turbine. On peut également estimer une première puissance fournie par le compresseur, estimer une deuxième puissance fournie par la turbine, estimer un régime courant du turbocompresseur à partir desdites estimations de puissances, estimer un rapport de compression du compresseur à partir de l'estimation du régime courant du turbocompresseur, et estimer la pression de suralimentation de référence à partir de l'estimation du rapport de compression du compresseur. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement un système de contrôle d'un dispositif de suralimentation en air d'un moteur ; - la figure 2 est une autre vue schématique du système de contrôle d'un dispositif de suralimentation en air du moteur ; Sur la figure 1 on a représenté une vue schématique d'un système de contrôle 1 d'un dispositif de suralimentation 2 en air d'un - la figure 3 est une vue schématique d'un module d'estimation d'une première puissance fournie par le compresseur ; et - la figure 4 est une vue schématique d'un module d'estimation d'une deuxième puissance fournie par la turbine. moteur à combustion interne 3. On a également représenté sur la figure 1, différents organes du moteur 3. Le moteur 3 comprend, par exemple, quatre cylindres 4. Un air frais 5 destiné au moteur 3 passe par un filtre à air 6. L'air filtré est ensuite dirigé, via un conduit d'amené d'air 7, vers un compresseur 8 d'un turbocompresseur 9. Le compresseur 8 est relié par un axe d'entraînement 10 à une turbine 11 du turbocompresseur 9. L'air comprimé par le compresseur 8 est ensuite dirigé vers un échangeur de chaleur 12 pour refroidir l'air comprimé. En sortie de l'échangeur de chaleur 12, l'air comprimé refroidi est dirigé vers un conduit d'admission 13, puis vers un collecteur d'admission d'air 14 entrant dans le moteur 3. En variante, le conduit d'admission d'air 13 peut être équipé d'un volet d'admission d'air 15 pour modifier le débit d'air comprimé. En sortie du moteur 3, les gaz d'échappement passent successivement par un collecteur d'échappement 16, un conduit des gaz d'échappement 17, la turbine 11 et une ligne d'échappement 18 pour évacuer les gaz d'échappement dans l'atmosphère. En sortie du collecteur d'échappement 16, le moteur 3 peut comprendre un circuit 19 de recirculation partielle des gaz d'échappement qui permet de prélever une partie des gaz d'échappement pour les mélanger avec l'air comprimé admis dans le moteur 3 pour en modifier la température et la composition. Le circuit 19, noté aussi circuit EGR, est muni d'une vanne 20, nommée également vanne EGR, et d'un refroidisseur 21 pour refroidir des gaz d'échappement partiellement recyclés. Le circuit 19 est également connecté au conduit d'admission 13. La turbine 11 est une turbine à géométrie variable, c'est-à-dire qu'elle est équipée d'ailettes 22 orientables. L'orientation de ces ailettes 22 est pilotée par un actionneur 23 qui transmet une commande d'orientation, par l'intermédiaire d'une connexion 24, en direction de la turbine 11. Le système de contrôle 1 du dispositif 2 de la suralimentation en air du moteur 3 comprend en outre des moyens de mesure 25 à 30 et une unité de commande électronique UCE.
Les moyens de mesure 25 à 30 peuvent être des capteurs ou tout autre moyen pour effectuer une mesure d'une variable de fonctionnement du moteur 3. Un premier capteur de pression 25 est placé sur le collecteur d'admission d'air 14 pour mesurer une pression de suralimentation en air Pa. Ce premier capteur de pression 25 transmet la mesure Pa de la pression de suralimentation en air, par une connexion 31, en direction de l'UCE. Un deuxième capteur de pression 26 est placé sur la ligne d'échappement 18 pour mesurer une pression de détente des gaz d'échappement en aval de la turbine Pdt, c'est-à-dire une pression des gaz d'échappement dans la ligne d'échappement 18. Ce deuxième capteur de pression 26 transmet la mesure de la pression des gaz d'échappement en aval de la turbine Pdt, par une connexion 32, en direction de l'UCE. Un capteur de position 27 est placé dans la turbine 11 pour mesurer une position des ailettes St. Ce capteur de position 27 transmet la mesure de la position des ailettes St, par une connexion 33, en direction de l'UCE.
Un troisième capteur de pression 28 est placé sur le conduit d'amené d'air 7, et en amont du compresseur 8 pour mesurer une pression de l'air en amont du compresseur Puc. Ce troisième capteur de pression 28 transmet la mesure de la pression de l'air en amont du compresseur Puc, par une connexion 34, en direction de l'UCE. Par exemple, la pression de l'air en amont du compresseur Puc peut être mesurée par un capteur piézo-électrique. La variation de pression est traduite en tension qui est mesurable par l'UCE. Une fois la tension mesurée, elle est traduite en hectopascal (unité hPa) via une table de correspondance.
Un débitmètre 35 est également situé sur le conduit d'amené d'air 7, et ce débitmètre 35 comprend, un capteur de température 29 pour mesurer une température de l'air en amont du compresseur Tuc, et un capteur de débit 30 pour mesurer un débit d'air en amont du compresseur Quc. Le capteur de température 29 transmet la mesure de la température de l'air en amont du compresseur Tuc, par une connexion 36, en direction de l'UCE. Le capteur de débit 30 transmet, quant à lui, la mesure du débit d'air en amont du compresseur Quc, par une connexion 37, en direction de l'UCE. Selon un autre exemple, le débit d'air en amont du compresseur Quc peut être mesuré par un capteur à fil chaud placé en sortie du filtre à air 6. Le principe de mesure est d'asservir la température d'un élément chauffant placé dans le flux d'air. Le courant de chauffage est donc l'image du débit d'air frais traversant le débitmètre 35. La variation de courant est traduite en tension qui est mesurable par l'UCE. Une fois la tension numérisée, elle est traduite en kilogramme par seconde (unité kg/s) via une table de correspondance. En outre, l'UCE peut transmettre une commande à l'actionneur 23, par une connexion 38.
Par ailleurs, L'UCE comprend un moyen d'estimation 40 et un moyen de détection 42. Le moyen d'estimation 40 est apte à estimer une pression de suralimentation de référence Pa, et à transmettre la mesure de la pression de suralimentation de référence Pa, par une connexion 41 en direction du moyen de détection 42. Le moyen de détection 42 comprend, un moyen de calcul 43 et un moyen de comparaison 44. Le moyen de calcul 43 reçoit, la mesure de la pression de suralimentation en air Pa par la connexion 31 et l'estimation de la pression de suralimentation de référence Pa par la connexion 41. Le moyen de calcul 43 est apte à calculer une différence entre l'estimation de la pression de suralimentation de référence Pa et la mesure de la pression de suralimentation Pa. Le moyen de comparaison 44 est apte à comparer ladite différence, transmise par le moyen de calcul 43 via une connexion 45, avec un seuil de défaut de suralimentation. Ce système de contrôle 1 permet de diagnostiquer un défaut de fonctionnement du turbocompresseur 9 lorsque la différence entre la pression de suralimentation de référence Pa et la mesure de la pression de suralimentation Pa est supérieure au seuil de défaut de suralimentation.
En variante, le moyen de comparaison 44 peut être configuré pour faire converger l'estimation de la pression de suralimentation de référence Pa sur la mesure Pa à l'aide d'un terme intégral, et en particulier un terme proportionnel intégral, sur la deuxième puissance fournie par la turbine Pt. Puis la nouvelle puissance de la turbine obtenue est comparée à la valeur nominale afin de détecter toute défaillance assimilée à une perte d'efficacité du turbocompresseur 9.
Le critère Cd sur lequel on effectue le diagnostic est donné par l'équation (1) suivante : Pt+Xl.(PaûPa)+X2.J(PaûPa)•dt Cd = équation (1) Pt où Xl et a,2 sont des constantes.
Une défaillance du dispositif de suralimentation 2 est détectée lorsque le critère Cd, décrit ci-dessus, est supérieur à un seuil de détection.
Sur la figure 2, on a représenté une autre vue schématique du système de contrôle 1 d'un dispositif de suralimentation en air du moteur 3. Certains éléments décrits à la figure 1 précédente ont été reportés sur la figure 2
Le moyen d'estimation 40 permet d'estimer la pression de suralimentation de référence Pa à partir d'un minimum de capteurs afin de réduire les coûts de fabrication d'un système de contrôle 1 tel que proposé.
Pour réduire le nombre de capteurs, le système de contrôle 1 comprend deux modules d'estimation 46, 47 et le moyen d'estimation 40 comprend quatre modules d'estimation 48 à 51 afin d'estimer la pression de suralimentation de référence Pa.
Le premier module d'estimation 46 est apte à estimer une température des gaz d'échappement en amont de la turbine Tut à partir d'une cartographie des températures fournie par le constructeur en fonction du régime du moteur Nmot, estimé ou mesuré, et du débit de carburant injecté dans le moteur Qc, estimé ou mesuré. Le premier module d'estimation 46 reçoit le régime du moteur Nmot, par une connexion 60, le débit de carburant injecté dans le moteur Qc par une connexion 61 et transmet la température des gaz d'échappement en amont de la turbine Tut au quatrième module d'estimation 49 par une connexion 62. Le deuxième module d'estimation 47 reçoit le débit de carburant injecté dans le moteur Qc par la connexion 61, un débit d'air retardé Quc_ret par une connexion 54, et transmet le débit des gaz d'échappement dans la turbine Qt au quatrième module d'estimation 49 par une connexion 63. Le système de contrôle 1 peut en outre comprendre un filtre du premier ordre passe-bas 53 qui reçoit le débit d'air en amont du compresseur Quc, par une connexion 37a depuis le capteur de débit 30, pour élaborer le débit d'air retardé Quc_ret et transmettre ce dernier au deuxième module d'estimation 47 par la connexion 54. Ce débit d'air retardé Quc_ret représente le temps de transport des gaz entre le capteur de débit 30 et la turbine 11.
Le deuxième module d'estimation 47 est apte à estimer un débit des gaz d'échappement dans la turbine Qt selon l'équation (2) suivante
Qt = Quc_ret + Qc équation (2) - Qt : le débit des gaz d'échappement dans la turbine ; - Quc_ret : le débit d'air retardé ; et - Qc : le débit de carburant injecté dans le moteur. Le troisième module d'estimation 48 est apte à estimer une première puissance fournie par le compresseur Pc selon l'équation (3) suivante :
Y 1 \ Pc = Quc • Cp. ù.Tuc • RCc Y -1 équation (3) Tlc i
- Pc : la première puissance fournie par le compresseur ; - Quc : le débit d'air en amont du compresseur ; - Cp : constante thermodynamique ; - : le rendement du compresseur ; - Tuc : la température de l'air en amont du compresseur ; - RCc : le rapport de compression du compresseur ; et - y : constante thermodynamique.
Le troisième module d'estimation 48 reçoit la pression de l'air en amont du compresseur Puc par la connexion 34, la température de l'air en amont du compresseur Tuc par la connexion 36, le débit d'air en amont du compresseur Quc par la connexion 37 et une estimation du régime courant du turbocompresseur Ntc issue du cinquième module d'estimation 50 par une connexion 64. En outre, le troisième module d'estimation 48 est également apte à transmettre la première puissance fournie par le compresseur Pc au cinquième module d'estimation 50 par une connexion 65. Par ailleurs, Le troisième module d'estimation 48 est apte à estimer le rapport de compression du compresseur RCc à partir d'une première cartographie fl en fonction, notamment, de l'estimation du régime courant du turbocompresseur Ntc et à transmettre le rapport de compression du compresseur RCc au sixième module d'estimation 51 par une connexion 66.
Le quatrième module d'estimation 49 est apte à estimer une deuxième puissance fournie par la turbine Pt selon l'équation (4) suivante : Pt=Qt•Cp.r Tut• RDt/ iéquation (4) 130 - Pt : la deuxième puissance fournie par la turbine ; - Qt : le débit des gaz d'échappement dans la turbine ; - Cp : constante thermodynamique ; - Olt : le rendement de la turbine ; - Tut: la température des gaz d'échappement en amont de la turbine; - RDt : le rapport de détente de la turbine ; et - y : constante thermodynamique. Le quatrième module d'estimation 49 reçoit la position des ailettes St par la connexion 33, la pression des gaz d'échappement en aval de la turbine Pdt par la connexion 32, le débit des gaz d'échappement dans la turbine Qt par la connexion 63, et la température des gaz d'échappement en amont de la turbine Tut par la connexion 62. En outre, le quatrième module d'estimation 49 est également apte à transmettre la deuxième puissance fournie par le compresseur Pt au cinquième module d'estimation 50 par une connexion 67. Le cinquième module d'estimation 50 est apte à estimer le régime courant du turbocompresseur Ntc selon l'équation (5) suivante Ntc(k) = Ntc(k -1) + Te ( Pt û Pc J•Ntc(k -1) équation (5) - Ntc(k) : le régime courant du turbocompresseur Ntc 25 estimé au temps k ; - Ntc(k-1) : le régime du turbocompresseur estimé au temps précédent k-1 ; - k : indice représentant l'estimation au temps k ; - k-1 : indice représentant l'estimation précédente ; 30 - Te : période d'échantillonnage ; et - J : Inertie du turbocompresseur. Le turbocompresseur 9 est un système dynamique tournant dont l'évolution est régie par l'équation (5) de bilan d'énergie. En effet, l'accélération du turbocompresseur 9 dépend de la différence entre le couple fourni par la turbine 11 et celui fourni par le compresseur 8.
Le cinquième module d'estimation 50 reçoit en outre l'estimation précédente Ntc(k-1) du régime du turbocompresseur issu d'un module de retard 52 par une connexion 68. Ce module de retard reçoit le régime courant du turbocompresseur Ntc par la connexion 64 et transmet le régime retardé du turbocompresseur Ntc(k-1) par la connexion 68.
Sur la figure 3, on a représenté de manière schématique un mode de réalisation du troisième module d'estimation 48. On a également reporté sur cette figure certains éléments décrits aux figures précédentes.
Le troisième module d'estimation 48 comprend un premier moyen d'élaboration 70, un septième module d'estimation 71 et un huitième module d'estimation 72.
Le premier moyen d'élaboration 70 reçoit la pression de l'air en amont du compresseur Puc par la connexion 34, la température de l'air en amont du compresseur Tuc par la connexion 36, le débit d'air en amont du compresseur Quc par la connexion 37 et l'estimation du régime courant du turbocompresseur Ntc par la connexion 64.
Le premier moyen d'élaboration 70 est apte à élaborer un débit d'air corrigé Quc_corr et un régime du turbocompresseur corrigé Ntc_corr selon les équations (6) et (7) suivantes : Quc corn = Quc Pef Tuc équation (6) Puc Tref Ntc corn = Ntc • T ef équation (7) Tuc - Pref : pression de référence caractéristique fournie par le constructeur du turbocompresseur 9 ; et - Tref : température de référence caractéristique fournie par le constructeur du turbocompresseur 9. Le premier moyen d'élaboration 70 transmet le débit d'air corrigé Quccorr et le régime du turbocompresseur corrigé Ntc_corr respectivement par des connexions 73 et 74 en direction du septième module d'estimation 71. Le septième module d'estimation 71 est apte à estimer le rapport de compression du compresseur RCc à partir de la première cartographie fl et le rendement du compresseur 'tic à partir d'une deuxième cartographie f2, les cartographies fl et f2 étant fournies par le constructeur du turbocompresseur 9 selon les équations (8) et (9) suivantes : RCc = fl(Quccorr,Ntccorn) équation (8)
= f2(Quccorr,Ntccorn) équation (9) Le septième module d'estimation 71 transmet le rapport de compression du compresseur RCc par la connexion 66, et le rendement 20 du compresseur 'tic par une connexion 75 en direction du huitième module d'estimation 72. Le huitième module d'estimation 72 reçoit également la température de l'air en amont du compresseur Tuc par la connexion 36 et le débit d'air en amont du compresseur Quc par la connexion 37 afin 25 d'estimer la première puissance fournie par le compresseur Pc selon l'équation (3) décrite précédemment. Sur la figure 4, on a représenté de manière schématique un mode de réalisation du quatrième module d'estimation 49. On a également reporté sur cette figure certains éléments décrits aux figures 30 précédentes. Le quatrième module d'estimation 49 comprend un deuxième moyen d'élaboration 80, un neuvième module d'estimation 81, un dixième module d'estimation 82 et un multiplicateur 83.15
Le deuxième moyen d'élaboration 80 reçoit le débit des gaz d'échappement dans la turbine Qt par la connexion 63, la température des gaz d'échappement en amont de la turbine Tut par la connexion 62 et une estimation de la pression des gaz en amont de la turbine Put issue du multiplicateur 83 par une connexion 84. Le multiplicateur 83 reçoit la pression des gaz d'échappement en aval de la turbine Pdt par la connexion 32 et l'estimation du rapport de détente de la turbine RDt issue du neuvième module d'estimation 81 par une connexion 85, afin d'estimer la pression des gaz en amont de la turbine Put selon l'équation (10) suivante :
Put = RDt • Pdt équation (10)
Le deuxième moyen d'élaboration 80 est apte à élaborer un débit des gaz d'échappement corrigé Qtcorr selon l'équation (11) suivante : Qt corn = Qt Tut Pref Tref Put équation (11) Le deuxième moyen d'élaboration 80 transmet le débit des gaz d'échappement corrigé Qt_corr par une connexion 86 en direction du neuvième module d'estimation 81. Le neuvième module d'estimation 81 reçoit également la position des ailettes St par la connexion 33 afin d'estimer le rapport de détente de la turbine RDt à partir d'une troisième cartographie f3 et le rendement de la turbine rit à partir d'une quatrième cartographie f4, les cartographies f3 et f4 étant fournies par le constructeur du turbocompresseur 9 selon les équations (12) et (13) suivantes : RDt= f3(Qtcorr,St) équation (12)
rlt = f4(Qtcorr,St) équation (13) Le neuvième module d'estimation 81 transmet le rapport de détente de la turbine RDt et le rendement de la turbine lit au dixième module d'estimation 82, respectivement par la connexion 85 et par une connexion 87. Le dixième module d'estimation 82 reçoit également le débit des gaz d'échappement dans la turbine Qt par la connexion 63 et la température des gaz d'échappement en amont de la turbine Tut par la connexion 62 afin d'estimer la deuxième puissance fournie par la turbine Pt selon l'équation (4) décrite précédemment. Le procédé de contrôle de la suralimentation en air admis dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile peut être implémenté dans l'UCE du système de contrôle 1.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Système de contrôle d'un dispositif (2) de suralimentation en air admis dans un moteur à combustion interne (3) de véhicule automobile comprenant un turbocompresseur de suralimentation (9) muni d'une turbine (11) à géométrie variable équipée d'ailettes (22) avec un actionneur (23) pour modifier l'orientation des ailettes (22), le système comprenant un premier moyen de mesure (25) pour mesurer la pression de suralimentation, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'estimation (40) pour estimer une pression de suralimentation de référence et un moyen de détection (42) pour détecter un défaut de suralimentation comprenant un moyen de calcul (43) pour calculer une différence entre l'estimation de la pression de suralimentation de référence et la mesure de la pression de suralimentation et un moyen de comparaison (44) pour comparer ladite différence avec un seuil de défaut de suralimentation.
  2. 2. Système de contrôle selon la revendication 1, comprenant cinq autres moyens de mesure (26 à 30) pour mesurer respectivement un débit, une température et une pression de l'air en amont du turbocompresseur, une position des ailettes et une pression des gaz d'échappement en aval du turbocompresseur, un premier module d'estimation (46) pour estimer une température des gaz d'échappement en amont de la turbine, un deuxième module d'estimation (47) pour estimer un débit des gaz d'échappement dans la turbine, et dans lequel le moyen d'estimation (40) est apte à estimer la pression de suralimentation de référence à partir desdites mesures du débit, de la température et de la pression de l'air en amont du turbocompresseur, de la position des ailettes et de la pression des gaz d'échappement en aval du turbocompresseur et desdites estimations de la température des gaz d'échappement en amont de la turbine et du débit des gaz d'échappement dans la turbine.
  3. 3. Système de contrôle selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le moyen d'estimation (40) comprend un troisième module d'estimation (48) pour estimer une première puissance fournie par lecompresseur, un quatrième module d'estimation (49) pour estimer une deuxième puissance fournie par la turbine, un cinquième module d'estimation (50) pour estimer un régime courant du turbocompresseur à partir desdites estimations de puissances, ledit troisième module (48) étant apte à estimer un rapport de compression du compresseur à partir de l'estimation du régime courant du turbocompresseur, et un sixième module d'estimation (51) pour estimer la pression de suralimentation de référence à partir de l'estimation du rapport de compression du compresseur.
  4. 4. Système de contrôle selon la revendication 3, dans lequel, le troisième module d'estimation (48) est apte à estimer la première puissance fournie par le compresseur à partir de variables d'entrée du compresseur (8) qui sont respectivement, les mesures du débit, de la température et de la pression de l'air en amont du turbocompresseur, et l'estimation du régime courant du turbocompresseur.
  5. 5. Système de contrôle selon l'une des revendications 3 et 4, dans lequel le quatrième module d'estimation (49) est apte à estimer la deuxième puissance fournie par la turbine à partir de variables d'entrée de la turbine (11) qui sont respectivement, les mesures de la position des ailettes et de la pression des gaz d'échappement en aval du turbocompresseur, et les estimations du débit des gaz d'échappement et de la température des gaz d'échappement en amont de la turbine.
  6. 6. Système de contrôle selon l'une des revendications 4 et 5, dans lequel le troisième module d'estimation (48) comprend, un premier moyen d'élaboration (70) pour élaborer un débit d'air corrigé et un régime de la turbine corrigé à partir des variables d'entrée et de données de références du compresseur (8), un septième module d'estimation (71) pour estimer le rapport de compression du compresseur et un rendement du compresseur à partir de deux cartographies respectives établies en fonction desdites valeurs corrigées, et un huitième module d'estimation (72) pour estimer la première puissance fournie par le compresseur à partir des estimations du rapport de compression du compresseur et du rendement ducompresseur, et des mesures du débit et de la température de l'air en amont du turbocompresseur.
  7. 7. Système de contrôle selon l'une des revendications 5 et 6, dans lequel le quatrième module d'estimation (49) comprend, un deuxième moyen d'élaboration (80) pour élaborer un débit des gaz d'échappement corrigé à partir des variables d'entrée et de données de références de la turbine (11), un neuvième module d'estimation (81) pour estimer, un rapport de détente de la turbine à partir d'une troisième cartographie établie en fonction du débit des gaz d'échappement corrigé et de la position des ailettes de la turbine et un rendement de la turbine à partir d'une quatrième cartographie établie en fonction du rapport de détente de la turbine et de la position des ailettes de la turbine, et un dixième module d'estimation (82) pour estimer la deuxième puissance fournie par la turbine à partir des estimations du rapport de détente de la turbine, du rendement de la turbine, du débit des gaz d'échappement et de la température des gaz d'échappement en amont de la turbine.
  8. 8. Procédé de contrôle de la suralimentation en air admis dans un moteur à combustion interne (3) de véhicule automobile comprenant un turbocompresseur de suralimentation (9) muni d'une turbine (11) à géométrie variable et dans lequel on mesure une pression de suralimentation, caractérisé en ce qu'on estime une pression de suralimentation de référence, on calcule une différence entre l'estimation de la pression de suralimentation de référence et la mesure de la pression de suralimentation et on compare ladite différence avec un seuil de défaut de suralimentation pour détecter un défaut de suralimentation.
  9. 9. Procédé de contrôle selon la revendication 8, dans lequel le turbocompresseur (9) est équipé d'ailettes (22) avec un actionneur (23) pour modifier l'orientation des ailettes et on mesure un débit, une température et une pression de l'air en amont du turbocompresseur, une position des ailettes et une pression des gaz d'échappement en aval du turbocompresseur, on estime une température des gaz d'échappement en amont de la turbine et un débit des gazd'échappement dans la turbine, et on estime la pression de suralimentation de référence à partir desdites mesures du débit, de la température et de la pression de l'air en amont du turbocompresseur, de la position des ailettes et de la pression des gaz d'échappement en aval du turbocompresseur et desdites estimations de la température des gaz d'échappement en amont de la turbine et du débit des gaz d'échappement dans la turbine.
  10. 10. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 8 et 9, dans lequel on estime une première puissance fournie par le compresseur, on estime une deuxième puissance fournie par la turbine, on estime un régime courant du turbocompresseur à partir desdites estimations de puissances, on estime un rapport de compression du compresseur à partir de l'estimation du régime courant du turbocompresseur, et on estime la pression de suralimentation de référence à partir de l'estimation du rapport de compression du compresseur.
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