FR2947589A1 - Systeme de calibration du domaine de fonctionnement d'un moteur suralimente a combustion interne - Google Patents

Abstract

Un système de calibration pour moteurs à combustion interne suralimentés par turbocompresseur, comprend : - une interface homme-machine (69) permettant de définir une liste de valeurs comprenant au moins deux températures, deux pressions, une vitesse de rotation, et une valeur adimensionnelle, permettant d'accéder à des cartographies (36) de températures et pressions en fonction d'un tableau de points de fonctionnement d'un moteur, et permettant d'entrer une ou plusieurs valeurs à partir desquelles il est possible de définir une température atmosphérique, une pression atmosphérique, ou une contrepression à l'échappement d'un moteur, - un module d'export (71) apte à transmettre ou à afficher une cartographie d'une quantité de carburant injecté en fonction d'un régime moteur, et une cartographie de pressions ou une cartographie de positions de vanne(s) ou d'ailette(s), en fonction d'un régime moteur.

Description

B09-0295FR û JK/EVH

Société par Actions Simplifiée dite : RENAULT s.a.s. Système de calibration du domaine de fonctionnement d'un moteur suralimenté à combustion interne Invention de : ALBIN Eric MARTIN Guillaume PEUCHANT Thomas TALON Vincent Système de calibration du domaine de fonctionnement d'un moteur suralimenté à combustion interne

L'invention concerne le domaine de la régulation des moteurs à combustion interne, et plus particulièrement celui des moteurs suralimentés par turbocompresseur. Les paramètres de fonctionnement de tels moteurs, notamment la quantité de carburant injecté à chaque cycle moteur, et la pression de suralimentation, c'est-à-dire la pression de l'air au niveau du collecteur d'admission à l'entrée du cylindre du moteur, sont établis par des cartographies, par exemple en fonction du point de fonctionnement (couple, régime) du moteur, dans des conditions standard de fonctionnement de ce moteur. Ces cartographies sont établies pour une altitude, une température extérieure, et un niveau de chargement donné des moyens de dépollution du moteur, par exemple un certain niveau de chargement d'un filtre à particules. Quand les conditions d'altitude, donc de pression, et de température extérieure varient, ou quand la contrepression augmente entre l'amont et l'aval du dispositif de dépollution, l'utilisation d'une cartographie standard de fonctionnement du moteur peut avoir une influence néfaste voire destructrice sur un moteur suralimenté. Par exemple, lorsqu'on monte en altitude ou que l'on se rend dans une région plus chaude que celle prévue par la cartographie, la masse volumique de l'air diminue, ce qui a pour conséquence immédiate de réduire la masse d'air entrant dans les cylindres à chaque cycle. Si l'on continue à injecter la même quantité de carburant que celle préconisée par la cartographie standard, pendant les fortes accélérations du véhicule, la richesse du mélange combustible, c'est-à-dire le rapport carburant/air va dépasser une limite critique et le moteur va émettre des quantités non tolérables d'hydrocarbures imbrûlés. En outre, à forte charge, c'est-à-dire à fort couple du moteur, le turbocompresseur risque de s'emballer et de dépasser une vitesse critique, pouvant conduire à l'arrachage de matière sur la roue du compresseur.

Afin de prendre en compte de possibles conditions atmosphériques dégradées, ou des variations de contrepression à l'échappement du moteur, plusieurs cartographies de consigne moteur sont établies pour différents paramètres d'altitude : température extérieure et valeur de contrepression à l'échappement. La réalisation de ces cartographies nécessite de nombreuses mesures sur des bancs altimétriques adaptés, le nombre de mesures étant encore démultiplié par les différentes versions de moteurs proposées pour chaque véhicule.

L'invention a pour but de proposer un système de calibration permettant de déterminer des cartographies de quantité de carburant à injecter et des cartographies de pression de suralimentation, cartographies adaptées pour piloter un moteur suralimenté dans différentes conditions de température et de pression atmosphérique, ou pour différentes conditions de contrepression à l'échappement, en effectuant un nombre réduit de mesures physiques sur véhicule. L'invention a pour objet un système de calibration pour moteurs à combustion interne suralimentés par turbocompresseur, comprenant une interface homme-machine et un module d'export.

L'interface homme-machine permet de définir une liste de valeurs comprenant au moins deux températures, deux pressions, une vitesse de rotation, et une valeur adimensionnelle. L'interface permet également d'accéder à des cartographies de températures et pressions en fonction d'un tableau de points de fonctionnement d'un moteur, par exemple au moyen d'un champ interactif permettant de sélectionner un chemin informatique vers un fichier contenant des données de résultats de mesures sur banc d'essais. L'interface permet aussi d'entrer une ou plusieurs valeurs à partir desquelles il est possible de définir une température atmosphérique, une pression atmosphérique, ou une contrepression à l'échappement d'un moteur. Le module d'export est apte à transmettre ou à afficher une cartographie d'une quantité de carburant injecté en fonction d'un régime moteur, et une cartographie de pressions ou une cartographie de positions de vanne(s) ou d'ailette(s), en fonction d'un régime moteur. Le module d'export peut afficher ces cartographies sur un écran, et les transmettre simultanément à un support d'enregistrement différent de la mémoire de l'écran. Selon un mode de réalisation préféré, l'interface homme- machine permet de définir une condition de température et une condition de pression atmosphérique ou d'altitude. Selon un mode de réalisation avantageux qui peut se combiner au précédent, l'interface homme-machine permet de définir une valeur de contrepression à l'échappement ou une valeur de chargement d'un moyen de dépollution à l'échappement. Le système de calibration peut notamment comprendre : - un modèle mathématique à paramètres ajustables, apte à calculer un champ de grandeurs listant des températures et pressions en différents points d'un circuit d'air d'un moteur virtuel suralimenté, et listant le débit d'air d'alimentation du moteur virtuel et la vitesse de rotation d'un turbocompresseur virtuel de ce moteur, en fonction de la température et de la pression atmosphériques, du régime du moteur virtuel, d'un motif d'injection en carburant, de positions de vannes ou volets de régulation du circuit d'air du moteur virtuel, de la configuration géométrique d'un turbocompresseur virtuel, et en fonction d'une contrepression à l'échappement du moteur virtuel, - des moyens d'identification configurés pour attribuer des valeurs aux paramètres du modèle, en fonction d'une cartographie reliant un tableau de points de fonctionnement du moteur, et des valeurs de fonctionnement moteur, notamment des températures et pressions d'un circuit d'air d'un moteur réel, un débit d'alimentation en air de ce circuit, et une vitesse de rotation d'un turbocompresseur du moteur, - une interface homme-machine permettant d'attribuer des seuils de fonctionnement à certaines grandeurs critiques du champ de grandeurs du moteur virtuel, et permettant de définir une valeur test de pression atmosphérique et une valeur test de température atmosphérique, et/ou une valeur test de contrepression à l'échappement, - un module de détarage configuré pour déterminer, pour les valeurs test de température, de pression et/ou de contrepression, et pour un régime donné du moteur virtuel, une quantité maximale de carburant injecté et une pression maximale de suralimentation que l'on peut imposer au moteur virtuel, sans que les grandeurs critiques dépassent leurs seuils de fonctionnement respectif, - un module d'export configuré pour transmettre ou afficher une cartographie de la quantité maximale de carburant injecté en fonction du régime du moteur virtuel, et une cartographie de la pression maximale de suralimentation ou de la configuration géométrique correspondante du turbocompresseur virtuel, en fonction de régimes du moteur virtuel. Le modèle mathématique peut être également apte à calculer une valeur d'émissions d'espèces polluantes du moteur virtuel. Dans ce cas, les moyens d'identification peuvent également prendre en compte la différence entre les valeurs d'émissions calculée par le modèle, et des valeurs d'émissions mesurées sur le moteur réel. Dans cette variante de réalisation, l'interface homme-machine permet d'accéder, par exemple par un onglet interactif permettant de définir un chemin informatique vers un fichier, à des cartographies de seuils d'émissions polluantes en fonction de quantités de carburant injectées dans un moteur. Les cartographies ainsi sélectionnées au moyen de l'onglet interactif peuvent être des cartographies d'émissions maximales que l'on souhaite tolérer pour le moteur.

Le module d'export peut-être également configuré pour transmettre ou afficher une cartographie en fonction du régime du moteur virtuel, du couple maximal que peut développer le moteur virtuel, ou de la pression moyenne effective maximale qui peut être obtenue dans un cylindre du moteur virtuel.

Le module d'export peut-être également configuré pour transmettre ou afficher des cartographies en fonction du régime du moteur virtuel, des écarts des grandeurs critiques à leurs seuil respectifs, ces écarts étant calculés pour les quantités maximales de carburant injectées et les pressions de suralimentations maximales.

Selon un mode de réalisation préféré, le module de détarage comprend un optimiseur d'injection, apte à déterminer une quantité maximale de carburant à injecter dans le moteur virtuel. L'optimiseur d'injection est configuré pour effectuer une série d'itérations pour chaque régime moteur du tableau de point de fonctionnement, en incrémentant ou décrémentant à chaque itération la quantité de carburant injectée, jusqu'à ce que la valeur d'émissions polluantes du moteur virtuel ou la température des gaz en sortie des cylindres de ce moteur, soient supérieures à une fraction minimale de leurs seuils respectifs, et que la valeur d'émissions et la température des gaz en sortie des cylindres soient toutes deux inférieures à leurs seuils respectifs. Selon un autre mode de réalisation préféré, le module de détarage comprend un optimiseur de suralimentation, apte à déterminer une pression maximale des gaz acceptable en entrée des cylindres du moteur virtuel. L'optimiseur de suralimentation est configuré pour effectuer une série d'itérations pour chaque régime moteur du tableau de point de fonctionnement, en incrémentant ou décrémentant à chaque itération la pression des gaz en entrée des cylindres du moteur virtuel, jusqu'à ce qu'au moins une des grandeurs critiques autre que la température de gaz en entrée de cylindres ou la valeur d'émissions, soit supérieure à une fraction minimale de son seuil de fonctionnement, et que toutes les grandeurs critique soient inférieures à leurs seuils respectifs.

De manière préférentielle, l'optimiseur d'injection et l'optimiseur de suralimentation sont configurés pour effectuer chacun une itération, respectivement sur la quantité de carburant injectée et sur la pression des gaz en entrée des cylindres, puis pour effectuer chacun un test sur le champ de grandeurs calculées par le modèle avec les nouvelles valeurs de quantité de carburant injectée et de pression des gaz en entrée des cylindres, afin de décider si la quantité de carburant et la pression des gaz en entrée des cylindres doivent être incrémentées ou décrémentées à l'étape suivante.

Dans une variante de réalisation, l'interface homme-machine peut permettre de définir un pas d'itération de la quantité de carburant injectée, et/ou peut permettre de définir un pas d'itération de la pression de suralimentation.

Les moyens d'identification peuvent être configurés pour utiliser par exemple la méthode des moindres carrés pour déterminer les paramètres du modèle en comparant la cartographie de valeurs de fonctionnement du moteur, et les champs de grandeurs calculés par le modèle pour les mêmes points de fonctionnement que ceux de la cartographie. Les moyens d'identification peuvent être configurés pour déterminer les paramètres du modèle de manière à satisfaire le critère de validité suivant : pour au moins une valeur de pression atmosphérique de référence, une valeur de température atmosphérique de référence et une valeur de contrepression de référence, on calcule par le modèle une suite de champs de grandeurs, chaque champ de grandeurs permettant d'obtenir un point de fonctionnement du moteur virtuel parmi un liste de points de fonctionnement. Si une proportion minimale de ces champs, est comprise dans une marge de proximité par rapport à des champs de grandeurs acquis à partir de mesures sur un moteur suralimenté réel pour les mêmes points de fonctionnement, c'est-à-dire les mêmes régimes et couples du moteur réel, alors le modèle est jugé valide. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple nullement limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un moteur suralimenté auquel on applique le système de calibration suivant l'invention ; - la figure 2 représente un modèle mathématique de moteur virtuel utilisé par le système de calibration suivant l'invention ; - la figure 3 illustre un processus de calibration d'un moteur, suivant l'invention ; - la figure 4 est un algorithme de fonctionnement d'un module d'optimisation appartenant au système de calibration suivant l'invention ; - la figure 5 est un algorithme de fonctionnement d'un autre module d'optimisation appartenant au système de calibration suivant l'invention ; et - la figure 6 est un exemple d'interface homme-machine permettant d'utiliser un système de calibration suivant l'invention. Sur la figure 1, se trouve représenté un moteur à combustion interne 1 à quatre cylindres, chaque cylindre étant associé à un dispositif d'injection de carburant, référencé 2. Un des cylindres est équipé d'un capteur de pression interne 21. Le vilebrequin (non représenté) est équipé d'un capteur de position angulaire 26, permettant notamment d'évaluer le régime, ou vitesse de rotation du moteur. Les dispositifs d'injection 2 et le capteur de position angulaire 26 sont reliés électroniquement à une première unité de commande électronique (UCEl), référencée 9. L'unité de commande électronique 9 comprend, de façon classique, un microprocesseur ou unité centrale, des mémoires vives, des mémoires mortes, des convertisseurs analogiques/numériques et différentes interfaces d'entrée et de sortie. De l'air frais, prélevé à l'extérieur, traverse tout d'abord un filtre à air 3, puis un débitmètre 4, avant de pénétrer dans le compresseur 5a d'un turbocompresseur 5. L'air comprimé issu du compresseur 5a traverse un échangeur de chaleur 10 qui permet de refroidir les gaz admis. En sortie de l'échangeur 10, l'air comprimé refroidi est envoyé au travers d'une vanne d'admission 6 dans un répartiteur d'admission 11 relié aux cylindres du moteur. Les gaz brûlés issus des cylindres sont évacués par un collecteur d'échappement 12, qui envoie ces gaz notamment vers une turbine 5b du turbocompresseur 5. En amont de la turbine 5b, le collecteur d'échappement 12 communique également avec un circuit de recyclage des gaz brûlés 13. Le circuit de recyclage 13 renvoie une partie des gaz brûlés dans le répartiteur d'admission 11. I1 comporte une vanne 22 de régulation du débit de gaz recyclés. En amont de la vanne de régulation 22 du circuit de recyclage 13 est disposé un échangeur de chaleur 24 permettant de refroidir les gaz recyclés. Le compresseur 5a et la turbine 5b du turbocompresseur 5 sont montés sur un arbre commun, la turbine entraînant le compresseur en rotation. La turbine 5b est munie d'ailettes (non représentées) à position variable, dont la position est régulée par l'UCEl au travers d'une connexion 23, et qui permettent d'ajuster la puissance récupérée par la turbine à partir de l'énergie cinétique des gaz d'échappement. La puissance fournie par les gaz d'échappement à la turbine pourrait aussi être modulée en installant des vannes de dérivation permettant aux flux gazeux de contourner la turbine partiellement (vannes "wastegate") ou totalement (vannes "by-pass"). On peut également envisager de munir le compresseur d'ailettes orientables. Nous désignerons par configuration géométrique du turbocompresseur en vue de réguler les flux de gaz traversant ce turbocompresseur, les positions des vannes de dérivation associées à la turbine, ou les positions des ailettes orientables de la turbine et/ou du compresseur. Les gaz issus de la turbine 5b sont renvoyés à l'atmosphère extérieure par une canalisation d'échappement 18 au travers d'un dispositif de dépollution 19 comprenant par exemple un catalyseur d'oxydation et/ou un filtre à particules, puis d'une canalisation de sortie 20. L'ensemble des canalisations amenant l'air ou les gaz recyclés vers les cylindres, ou emmenant les gaz brûlés vers l'extérieur, constituent le circuit d'air du moteur. L'unité de commande électronique 9 reçoit différents signaux permettant le fonctionnement du système. Elle reçoit en particulier un signal indiquant le régime du moteur, émis par le capteur 26, et un signal de pression instantané dans le cylindre équipé du capteur de pression 21. L'unité de commande électronique 9 émet différents signaux permettant la gestion du fonctionnement du moteur 1. Elle commande en particulier par des connexions 25 la quantité de carburant injectée dans les cylindres du moteur à chaque cycle, et commande par la connexion 23 la pression de suralimentation, ou pression des gaz dans le répartiteur d'admission 1l, en faisant varier la position des ailettes de la turbine 5b. La quantité de carburant injectée à chaque cycle moteur, et le moment où cette injection est effectuée, définissent un motif d'injection. L'unité de commande électronique 9 dispose de cartographies 27 et 28 lui permettant de lire la quantité de carburant à injecter et la pression de suralimentation à imposer, pour obtenir un point de fonctionnement du moteur, défini par un régime N, mesuré par le capteur 26, et un couple C, déterminé à partir des mesures du capteur 21. Elle dispose aussi d'un tableau 29 de valeurs de points de fonctionnement du moteur, correspondant à une liste de couples de valeurs (N, C) admissibles pour le moteur. Le moteur 1 est également relié à une unité de contrôle électronique 30 (UCE2) qui peut être confondue avec, ou peut être distincte de l'unité de commande électronique 9. L'UCE2 est connectée à un groupe de capteurs de pression 31 et à un groupe de capteurs de température 32, disposés en différents endroits du circuit d'air du moteur 1. L'UCE2 est connectée au débitmètre 4 qui lui transmet les valeurs de débit d'air frais alimentant le moteur 1. L'UCE2 est reliée par une connexion 35 à un capteur de vitesse de rotation (non représenté) lui transmettant la vitesse de rotation du turbocompresseur 5. L'UCE2 est également connectée à un dispositif évaluateur d'émission 33, qui lui permet d'enregistrer, éventuellement par lecture manuelle d'un opérateur, une valeur représentative des émissions (hydrocarbures non brûlés, suies...) contenues dans les gaz sortant de la canalisation 20. Cette évaluation de la quantité résiduelle de polluants peut se faire par exemple en prélevant une quantité donnée de gaz et en lui faisant traverser un filtre papier, puis en mesurant la réflectance du filtre ainsi chargé, suivant le standard de mesure ISO DP 10054 développé par la société Bosch. On obtient ainsi un indice adimensionnel de fumée couramment désigné par FSN (Filter Smoke Number), à partir duquel on sait calculer par une formule empirique la fraction massique de particules contenue dans le gaz, en mg/m3.

L'UCE2 reçoit de 1'UCEl, par une connexion 34, les valeurs courantes de quantité de carburant injectée, de pression de suralimentation dans le collecteur 11, et le point de fonctionnement (régime, couple) du moteur 1.

L'UCEl peut être programmée pour faire varier la quantité de carburant injectée et la pression de suralimentation du moteur 1, de manière à ce que le point de fonctionnement de ce moteur 1 passe successivement par toutes les valeurs listées dans le tableau de points de fonctionnement 29. L'UCE2 est apte à enregistrer, pour chacun de ces points de fonctionnement, une liste des valeurs délivrées par les différents capteurs de pression 31, les capteurs de température 32, le débitmètre 4, le capteur de vitesse de rotation du turbocompresseur 5, le dispositif évaluateur d'émissions 33, ainsi que la quantité de carburant injecté et la pression de suralimentation ayant permis d'obtenir le point de fonctionnement considéré du moteur 1. L'UCE2 enregistre dans une base de données 36, un champs de valeurs "data" regroupant l'ensemble des valeurs précédentes, c'est-à-dire tous les points de fonctionnement répertoriés dans le tableau 29, et pour chacun de ces points de fonctionnement, les valeurs de commande, notamment la quantité de carburant injectée et la pression de suralimentation, imposées par l'UCEl au moteur 1, ainsi que les valeurs mesurées par l'UCE2 sur le moteur soumis à ces valeurs de commande. La figure 2 illustre un modèle de moteur virtuel 40 permettant de représenter le fonctionnement du moteur à combustion 1 de la figure 1. Le moteur virtuel 40 comprend des volumes 41, 42, 43, 44, 45, 46 et 47 représentant des portions de canalisation du circuit d'air du moteur 1, entre l'entrée d'air frais de ce moteur et l'échappement du moteur 1. Le moteur virtuel 40 comprend également des volumes 48 et 49 représentant des portions du circuit de recyclage 13 de gaz d'échappement du moteur 1. Entre les différents volumes 41 à 49, sont interposées des restrictions 51, 52, 53, 54 représentant respectivement le filtre à air d'entrée du circuit d'air du moteur 1, des échangeurs thermiques 10 et 24 du moteur 1, et son dispositif de dépollution 19.

Le modèle 40 comprend également des restrictions 55 et 56 représentant respectivement la vanne d'admission 6 et la vanne 22 de régulation du débit de gaz recyclés du moteur 1. Le moteur virtuel 40 comprend enfin un modèle de groupe de cylindres 60 et un modèle de turbocompresseur 61 qui comprend un modèle de compresseur 62 et un modèle de turbine 63. Les valeurs d'entrée et de sortie des modèles de volume, de restriction, du groupe de cylindres, de la turbine et du compresseur sont reliés entre eux de manière à ce que le moteur virtuel 40 soit représentatif de l'architecture du moteur réel 1. Par exemple, le volume 41 représentant une portion de conduite en amont du compresseur 5a du moteur 1 est représenté par une valeur de pression PAVC, une valeur de température TAVC, une valeur de débit de gaz Qm_a. Le volume 42 qui représente une portion de conduite comprise entre le compresseur 5a et l'échangeur 10 du moteur 1, est représenté par une pression PAPC et une température TAPC et le même débit de gaz Qm_a, puisque le seul volume à se déverser dans le volume 42, au travers du modèle de compresseur 62 est le volume 41. Les volumes 44, 45 et 46, représentés par leurs pressions respectives PCOL, PAVT et PAPT et leurs températures respectives TCOL, TAVT et TAPT modélisent le collecteur d'admission 11, le collecteur d'échappement 12 du moteur 1, et sa portion de canalisation d'échappement 18 située en amont des moyens de dépollution 19. Le modèle de compresseur 62 est défini par des relations reliant une pression et une température amont, une pression et une température aval, un débit traversant, et une vitesse de rotation (OT du compresseur. Le débit traversant le compresseur virtuel 62 est lui aussi égal à la valeur Qm_a, les température et pression amont sont égales respectivement aux valeurs TAVC et PAVC, et les température et pression aval sont égales respectivement aux valeurs TAPC et PAPC. De manière similaire, la turbine virtuelle 63 est caractérisée par des équations reliant la vitesse de rotation WT qui est identique à celle du compresseur virtuel 62, le débit de gaz Qm traversant la turbine virtuelle 63, ce débit étant également le débit traversant le volume 46, par une température amont TAVT et une pression amont PAVT qui sont également la température et la pression régnant dans le volume 45, par une température aval TAPT et une pression aval TAPT qui sont la température et la pression régnant dans le volume 46. De manière générale, chacun des volumes 41 à 49 peut être représenté par une température, une pression, une masse de gaz qu'il contient, ainsi que par des débits de gaz entrant et sortant. En écrivant les équations qui traduisent les évolutions de la masse et de l'énergie calorifique des gaz contenus dans chacun des volumes, ainsi que la relation des gaz parfaits reliant pression, volume, masse et température des gaz contenus, et la première loi de Joule reliant l'énergie calorifique, la masse et la température de ces gaz, on obtient un groupe d'équations qui est la contribution du volume considéré au modèle global constituant le moteur virtuel 40.

Les restrictions 51 à 55 sont modélisées par l'équation de Barré de Saint Venant reliant une pression génératrice Pi, une pression après restriction P, une température amont Ti et une section équivalente A de la restriction, ainsi que le coefficient polytropique 'y caractéristique du gaz. Ces relations sont différentes suivant que le régime d'écoulement est subsonique ou supersonique, et sont résumées dans le tableau suivant : Ecoulement subsonique Ecoulement supersonique si : Y si : Y P ( 2 \Yù1 P ( 2 \Yù1 P. P. ~y+1~ ~y+1/ Alors : Alors : 1 / Y 1 \ Y+1 P / Y 2.y / P Y P. 2 /i Qm = A ù 1 ù - Q m= A. ~rTi ~P i Vû1 ~P, ~r T ~y+1~ Où r est la constante des gaz parfaits.

Bien entendu les sections débitantes A sont variables pour les restrictions 55 et 56 représentant des vannes. Le modèle de cylindres 60 permet de relier un débit de gaz amont Qm_adm traversant le volume 44, un débit de gaz sortant Qm_e qui est le débit de gaz traversant le volume 45, un débit Qinj correspondant à une quantité de carburant injecté et vaporisé dans les cylindres, un régime de rotation N du moteur virtuel 1. Le modèle de cylindres 60 est assimilé à une pompe volumétrique qui absorbe du gaz à partir du volume 44 représentant un collecteur d'admission pour le redonner au volume 45 représentant un collecteur d'échappement, en élevant la température du gaz à cause de la combustion, et en vaporisant le carburant injecté. Le débit de gaz entrant dans la pompe volumétrique est par exemple modélisé par un polynôme qui est fonction du régime moteur N et de la masse volumique padmdu gaz dans le volume 44, suivant la formule : Qm adm = (X1 + X2 . N + X3 • N2)+ (X4 + X5 • N + X6 . N2). padm Où Qm_adm, N et padm sont respectivement le débit massique de gaz entrant dans les cylindres, le régime du moteur et la masse volumique du gaz dans le volume 44 représentant le collecteur d'admission. La masse volumique padmdu gaz est elle-même fonction de la température et de la pression de gaz dans le volume 44.

X1, X2, X3, X4, X5, X6 sont des coefficients du polynôme, qui peuvent être des paramètres ajustables du modèle de moteur virtuel 40. En écrivant la conservation de la masse, on obtient la relation entre le débit massique de gaz Qm_adm entrant dans les cylindres, et le débit massique de gaz Qm_e sortant des cylindres, et qui inclut le débit massique Qinj de carburant vaporisé : Qm_e=Qm_adm+Qinj

La température TAVT des gaz sortant des cylindres est par exemple reliée à la température Tcol des gaz entrant dans les cylindres par une relation empirique de la forme suivante : Cp •(Qm_adm+Qinj Où Cp, PCI et X sont respectivement la capacité calorifique à pression constante du gaz, un pouvoir calorifique massique du carburant et un rendement de combustion. Ce rendement de combustion X, déterminé expérimentalement, dépend notamment du phasage de l'injection ou encore de la pression du rail d'alimentation en carburant.

Le modèle de turbocompressseur 61 permet de relier la vitesse de rotation commune cwTde la turbine 63 et du compresseur 62, le débit massique Qm de gaz traversant le compresseur, qui est le même, en régime stationnaire, que le débit massique de gaz traversant la turbine, et les pressions de gaz PAVC, PAPC, PAVT et PAPT représentant respectivement les pressions de gaz en amont et en aval du compresseur, et en amont et en aval de la turbine, grâce à des cartographies de fonctions f, g, h et k définies comme suit : Cartographie de débit compresseur : Cartographie de rendement PAPC compresseur = f (Qm,coT ) = g~Qm, wT ) PA VC Cartographie de débit turbine Cartographie de rendement turbine TAVT = Tcol + Qinj • PCI Wt=h•k Cp•TAVT 1 PA VT i i Qm = h C PA VT PAPI ' PAVT PAPT ' T Grâce à ces cartographies, le modèle de moteur virtuel 1 peut calculer la puissance Wt prélevée par la turbine sur l'énergie cinétique des gaz d'échappement et la puissance Wc consommée par le compresseur pour comprimer les gaz le traversant, suivant les formules : Cp•TAVC Wc=Qm• gY-1 \ f r -1 Y y-1 PAPT Où TAVC et TAVT représentent les températures de gaz en amont du compresseur 62 et de la turbine 63. La vitesse 0T de rotation du turbocompresseur est ensuite calculée en intégrant la différence entre les deux puissances. Le modèle de moteur virtuel 40 prend également en compte le comportement non linéaire de la régulation de la pression de suralimentation Pcol, représentant la pression dans le volume 44. Pour une valeur ConsPcol de pression de suralimentation souhaitée, le modèle 40 recherche les positions d'ailettes qui peuvent permettre de se rapprocher de la pression de suralimentation recherchée, et délivre, en fonction des autres paramètres d'entrée du modèle, une pression Pcol de suralimentation que l'on peut effectivement obtenir. Cette pression Pcol calculée peut notamment être inférieure à la pression de consigne ConsPcol entrée dans le modèle, si la turbine est déjà dans une configuration géométrique de récupération maximale d'énergie et que la consigne de pression va au-delà de la pression de suralimentation atteinte.

La figure 3 illustre le fonctionnement d'un système de calibration suivant l'invention. On retrouve sur la figure 3 des éléments communs aux figures 1 et 2, les mêmes éléments portant alors les mêmes références. On retrouve notamment le moteur thermique 1 et la base de données 36 qu'il a permis de générer en consignant des listes de paramètres mesurés pour chacun des points de fonctionnement du moteur consignés dans le tableau 29 de la figure 1. On retrouve également le modèle de moteur virtuel 40, qui est un modèle paramétré, c'est-à-dire que les équations qui le constituent comportent des paramètres variables al, a2, ...ai, qui peuvent être modifiés pour changer le comportement de ce moteur virtuel, de manière çà ce que les valeurs délivrées par ce modèle de moteur virtuel 40 soit en adéquation avec un champ de valeurs expérimentales, par exemple des valeurs consignées dans la base de données 36. Le système de calibration suivant l'invention comporte une interface homme-machine (IHM) référencée 69 qui comporte une interface d'entrée 70 et un module d'export 71. L'interface d'entrée 70 permet de sélectionner des fichiers de données, par exemple le fichier 36, qui sont alors mis en communication avec un module d'identification 65. Le module d'identification 65 est relié au moteur virtuel 40, dont il peut faire varier les données d'entrées (par exemple les conditions atmosphériques, la quantité de carburant injectée, la commande de pression de suralimentation..) et les paramètres d'ajustement al, a2, ...agi (par exemple des coefficients d'un polynôme caractérisant le débit d'air entrant dans les cylindres du moteur). Le module d'identification 65 fait varier les paramètres al, a2, ...ai, du modèle de moteur virtuel 40 jusqu'à ce qu'un certain nombre de valeurs calculées par ce modèle, telles que les températures et pressions au niveau des différents volumes 41 à 47, la vitesse de rotation du turbocompresseur 61, le débit d'air alimentant le moteur ou une richesse des gaz brûlés en hydrocarbures fractionnés, soient toutes suffisamment proches des valeurs correspondantes mesurées sur le moteur 1 et consignées dans la base de données 36.

Pour ce faire, le module d'identification 65 effectue une série de calculs paramétrés par les valeurs al, a2, ...ai, de manière à ce que le moteur virtuel 40 passe successivement par tous les points de fonctionnement N, C consignés dans le tableau 29 de la figure 1, ces points de fonctionnement étant également consignés dans la base de données 36. Le module d'identification 65 impose pour cela les mêmes conditions de température et de pression ainsi que la même contrepression à échappement que celles qui ont permis de déterminer la base de données 36 à l'aide du moteur 1. En utilisant par exemple la méthode des moindres carrés, le module d'identification 65 détermine les valeurs des paramètres al, a2, ...ai, pour lesquelles on obtient, sur le moteur virtuel 40, des valeurs de températures, pressions, débit d'air alimentant le moteur, vitesse de rotation du turbocompresseur et émission d'espèces polluants suffisamment proches des valeurs consignées dans la base de données 36. Afin de valider les paramètres al, a2, ... aj du modèle, le module d'identification 65 peut par exemple appliquer le critère suivant. Pour chacune des valeurs de températures, de pressions, de vitesse de rotation du turbocompresseur, de débit d'air ou d'émissions polluantes, on regarde l'écart entre la valeur correspondante calculée par le modèle de moteur virtuel 40, et la valeur correspondante mesurée sur le moteur réel 1. Pour chacune des ces grandeurs, on définit un seuil d'écart qui peut être différent suivant la grandeur considérée, mais qui est le même quel que soit le point de fonctionnement du moteur. On regarde ensuite quel est le pourcentage de points de fonctionnement listés dans le tableau 29 pour lesquels les différences entre valeur réelle et valeur calculée se situent à chaque fois dans le seuil d'écart qui a été prédéfini pour le type de grandeur en question. On pourra par exemple considérer que le modèle de moteur virtuel 40 est satisfaisant, si pour plus de 90 % des points de fonctionnement listés dans le tableau 29, toutes les différences entre valeurs réelles et valeurs calculées sont inférieures au seuil d'écart prévu.

Le critère de validité du modèle peut alors se résumer par le tableau suivant : Grandeur caractéristique du Ecart toléré entre % de point de fonctionnement du moteur valeur mesurée et fonctionnement du tableau valeur calculée 29 satisfaisant toutes les conditions de la colonne précédente Pressions mesurées ou 5 000 Pa 90 % calculées (volumes 41, 42, 43, 44) en amont des cylindres Températures mesurées ou 10 °C 90 % calculées (volumes 41, 42, 43, 44) en amont des cylindres Pressions mesurées ou 10 000 Pa 90 % calculées (volumes 45, 46, 47) en aval des cylindres Températures mesurées ou 25 °C 90 % calculées (volumes 45, 46, 47) en aval des cylindres Vitesse de rotation du 5000 tr/min 90 % turbocompresseur Débit d'air alimentant le moteur 3.5 % 90 % Emissions de fumées 0.1 (*) 90 % (*) valeur adimensionnelle FSN "Filter smoke Number" variant entre 1 et 10, mesurée suivant la norme ISO DP 10054. 5

L'interface d'entrée 70 permet également d'envoyer vers un module de calibration 66 des seuils de valeur critiques représentant par exemple des températures et des pressions en amont et en aval 10 d'un compresseur, et un rapport de pression entre l'amont et l'aval d'un compresseur. L'interface d'entrée 70 permet également de mettre le module de calibration 66 en relation avec une cartographie 72 dans laquelle sont par exemple consignées des valeurs seuil d'indice FSN de fulées dans les gaz émis, en fonction d'une quantité de carburant 15 injectée dans un moteur. L'interface d'entrée 70 permet en outre de mettre le module de calibration 66 en relation avec la base de données 36.

L'interface d'entrée 70 permet également d'envoyer au module de calibration 66 des valeurs permettant de définir des conditions environnementales ou des conditions de contrepression à l'échappement, c'est-à-dire par exemple une valeur de température extérieure, une valeur de pression extérieure ou une valeur d'altitude, une valeur de contrepression à l'échappement ou une valeur relative quantifiant le niveau de chargement d'un moyen de dépollution tel un filtre à particules. Le module de calibration (aussi appelé module de détarage) 66 comprend un module optimiseur d'injection 67 et un module optimiseur de suralimentation 68. Le module de calibration 66 est apte à lancer des calculs de simulation au moyen du moteur virtuel 40. Pour un régime donné N du moteur, correspondant par exemple à l'un des points de fonctionnement (N,C) (soit (régime,couple)), consignés dans le tableau de points de fonctionnement 29 de la figure 1, et retranscrit dans la base de données 36, le module de calibration 66 effectue un premier calcul à l'aide du modèle de moteur virtuel 40, en imposant à ce moteur virtuel la quantité de carburant injectée maximale Injo(N) préconisée par la cartographie 27 et la pression de suralimentation maximale Pcolo(N) préconisée par la cartographie 28 pour ce régime du moteur. Ces valeurs sont par exemple récupérées à partir de la base de données 36, où elles ont été retranscrites. Les valeurs de température et de pression atmosphérique, ainsi que la valeur de contrepression à l'échappement utilisées pour ce calcul, sont celles définies par l'interface 70. Le module optimiseur d'injection 67 et le module optimiseur de suralimentation 68 effectuent alors chacun à leur tour une incrémentation ou une décrémentation Ainj de la quantité de carburant injectée, et une incrémentation ou une décrémentation APcol de la pression de suralimentation. Le module de calibration 66 relance alors un calcul au niveau du moteur virtuel 40 et compare certaines des valeurs calculées par le modèle 40 aux seuils de valeurs critiques définis au moyen de l'interface d'entrée 70, ou dans la cartographie de seuils d'émission 72.

En fonction du résultat de la comparaison, le module de calibration 66 effectue une nouvelle itération en incrémentant et/ou en décrémentant la quantité de carburant injectée et la pression de suralimentation, ou envoie vers le module d'export 71 les valeurs courantes des quantités de carburant et de pression de suralimentation, qui sont alors enregistrées comme les valeurs maximales de quantité de carburant injectée et de pression de suralimentation pour le régime moteur N considéré. Après que le module de calibration 66 ait effectué cette démarche pour chaque valeur N de régime moteur du tableau de points de fonctionnement 29, le module d'export 71 dispose donc de deux tables de valeurs. Une table de valeurs consigne la quantité maximale de carburant injecté autorisée en fonction du régime du moteur, et une table de valeurs consigne la pression maximale de suralimentation autorisée en fonction du régime du moteur. Ces tables de valeurs sont valables pour la température et la pression atmosphérique, et pour la contrepression à l'échappement qui ont été définies au travers de l'interface d'entrée 70. Le module d'export peut alors soit afficher ces valeurs sur un écran, soit les envoyer sous forme de fichiers de calcul vers une base de données ou une unité de calcul extérieure. La figure 4 illustre le fonctionnement d'un module optimiseur d'injection 67 de la figure 3. On retrouve des éléments communs à la figure 3, les mêmes éléments portant alors les mêmes références. Suite à un calcul lancé par le module de calibration 66, l'optimiseur d'injection 67 reçoit du moteur virtuel 40 une valeur "Emiss" quantifiant les espèces polluantes émises par le moteur 40, et une valeur TAVT représentant la température des gaz dans le volume 45 du moteur virtuel. Ces deux valeurs sont envoyées respectivement vers les branches multiplicatives de deux diviseurs 80 et 81. L'optimiseur 67 reçoit par ailleurs de l'interface 70 une valeur seuilTAVT que l'utilisateur a entrée manuellement dans l'interface, et que l'optimiseur 67 envoie sur une branche diviseuse du diviseur 81. L'optimiseur 67 lit dans la cartographie 72 qui lui a été désignée au moyen de l'interface 70 par l'utilisateur, en fonction de la quantité de carburant injectée "Inj"qui a été utilisée pour effectuer le dernier calcul de simulation du moteur virtuel 40, une valeur seuilEmiss(Inj) qui est la valeur maximale d'émission que l'on souhaite accepter pour le moteur. La valeur courante de quantité de carburant injectée Inj est la somme de la valeur Injo(N) que le module de calibration 66 lit dans la base de données 36, et d'une valeur d'incrémentation AInj définie par le module optimiseur d'injection 67 au pas de calcul précédent.

Le module optimiseur 67 envoie la valeur SeuilEmiss(Inj) sur une branche diviseuse du diviseur 80. Les valeurs calculées par les diviseurs 80 et 81 sont envoyées respectivement vers des modules comparateurs 82 et 84 qui effectuent un test pour savoir si les valeurs calculées sont strictement supérieures à 1, c'est-à-dire si les valeurs calculées d'émission et de température avant turbine sont supérieures au seuil souhaité. Les valeurs calculées par les diviseurs 80 et 81 sont également envoyées respectivement sur des comparateurs 83 et 85 qui effectuent un test pour savoir si les rapports calculés sont inférieurs ou égaux à une valeur de seuil inférieure qui est ici choisie égale à 0,95. Les résultats des comparateurs 82 et 84 sont envoyés sur un opérateur logique 86 OU qui délivre une valeur 1 Si l'une ou l'autre des deux valeurs est strictement supérieure à 1, et qui délivre une valeur 0 dans le cas contraire. L'opérateur 86 envoie le résultat sur un commutateur logique 87 qui multiplie ce résultat par -1 et l'envoie sur une branche d'un sommateur 89. Les résultats des comparateurs 83 et 85 sont envoyés sur un opérateur logique 88 ET qui délivre une valeur égale à 1 Si les deux résultats sont simultanément inférieurs ou égaux à 0,95 et qui délivre une valeur 0 dans le cas contraire. Le résultat de l'opérateur 88 est envoyé sur une autre branche du sommateur 89. Suivant les résultats des tests logiques 86 et 88, le sommateur 89 délivre une valeur de direction d'incrémentation qui peut être égale à 0, 1 ou -1, et qui est envoyée sur une branche d'un autre sommateur 90, qui reçoit sur une deuxième entrée, une fonction retard 91 lui amenant la valeur de direction d'incrémentation calculée lors de la précédente simulation du moteur virtuel 40. Le résultat est une direction de variation actualisée qui est envoyée sur un multiplicateur 92 qui le multiplie par une valeur Kl.

La valeur K1, qui représente l'amplitude maximale des pas d'itération sur la quantité de carburant injectée, peut être intrinsèque au système de calibration, ou peut être définie par l'utilisateur au travers de l'interface 70. Le résultat délivré par le multiplicateur 92 est une valeur Alnj que le module de calibration 66 vient ajouter par un sommateur 93 à la valeur Injo(N) lue dans la base de données 36, pour obtenir la valeur Inj de quantité de carburant injectée utilisée pour effectuer le calcul suivant de simulation du moteur virtuel 40. Le module optimiseur d'injection 67 va donc décrémenter la quantité de carburant injecté Inj, tant que les deux valeurs Emiss et TAVT, représentant les émissions du moteur virtuel 40 et la température au niveau du collecteur d'échappement du moteur 40, sont supérieures au seuil qui leur a été alloué par l'utilisateur au moyen de l'interface 70. Le module optimiseur 67 va au contraire incrémenter la quantité de carburant injectée Inj s'il constate que les deux valeurs Emiss et TAVT sont simultanément inférieures aux seuils et distantes de plus de 5 % des seuils qui leur ont été respectivement alloués. Les itérations d'incrémentation ou de décrémentation s'arrêtent donc une fois que les deux valeurs sont inférieures à leurs seuils respectifs, et que l'une au moins des deux valeurs est comprise dans une marge entre 95 % et 100 % du seuil alloué à la grandeur en question. La figure 5 illustre le principe de fonctionnement du module optimiseur de suralimentation 68. Suite à une simulation lancée par le module de calibration 66, l'optimiseur 68 reçoit du moteur virtuel 40 une valeur Nturbo représentant la vitesse de rotation du turbocompresseur virtuel 61, une valeur PAPC représentant une pression dans le volume 42 du moteur virtuel 40, une valeur TAPC représentant une température dans ce même volume 42, une valeur PAVT représentant une pression dans le volume 45 du moteur virtuel 40, une valeur Pcol représentant une pression dans le volume 44 du moteur virtuel 40, et une valeur Compr représentant un rapport de compression obtenu en divisant une pression dans le volume 42 du moteur 40, par une pression dans le volume 41 du moteur 40. Les volumes 41, 42, 44 et 45 du moteur virtuel 40 représentent respectivement une zone avant compresseur, une zone après compresseur, un collecteur d'admission et un collecteur d'échappement d'un moteur à combustion interne de structure similaire à celle du moteur 1.

Les valeur Nturbo, PAPC, TAPC Compr, et PAVT sont envoyées respectivement sur une branche multiplicatrice de diviseurs 100, 101, 102, 103 et 104. La valeur Pcol est envoyée sur une branche diviseuse d'un diviseur 105. L'optimiseur 68 reçoit de l'interface 70 des valeurs seuil, soit SeuilNturbo, Seui1PAPC, Seui1TAPC, SeuilCompr et Seui1PAVT, entrées à la main par l'utilisateur, et qui représentent des valeurs maximales souhaitées de vitesse de rotation de turbocompresseur, de pression et de température en aval du compresseur, de rapport de compression entre l'amont et l'aval d'un turbocompresseur, et de pression dans un collecteur d'échappement d'un moteur à combustion interne. Les valeurs SeuilNturbo, Seui1PAPC, Seui1TAPC, SeuilCompr et Seui1PAVT sont envoyées respectivement sur une branche diviseuse des diviseurs 100, 101, 102, 103 et 104. L'optimiseur de suralimentation 68 reçoit sur une entrée multiplicative du diviseur 105 une valeur ConsPcol représentant une pression de consigne au niveau du volume 44 du moteur virtuel 40. Cette valeur ConsPcol est par exemple un signal de commande de position d'ailettes de la turbine virtuelle 63, exprimé en fonction de la pression que l'on souhaite atteindre au niveau du volume 44 représentant le collecteur d'admission du moteur virtuel 40.

Les résultats obtenus par les diviseurs 100, 101, 102, 103, 104 et 105 sont envoyés respectivement sur des comparateurs 106, 107, 108, 109, 110 et 111 qui effectuent un test pour savoir si les valeurs trouvées sont strictement supérieures à 1.

Les résultats de tous ces test sont envoyés sur un opérateur logique 124 OU qui délivre une valeur 1 dès que l'une des valeurs précédentes est strictement supérieure à 1, et qui délivre la valeur 0 dans le cas contraire. Le résultat de l'opérateur logique 124 est envoyé sur un commutateur logique 118 qui multiplie le résultat par -1 et qui l'envoie sur une entrée d'un sommateur 119. Les résultats des diviseurs 100, 101, 102, 103 et 104 sont également envoyés respectivement sur des comparateurs 112, 113, 114, 115 et 116, qui effectuent un test pour savoir si les valeurs trouvées sont inférieures ou égales à une valeur minimale de seuil qui est ici choisie égale à 0,95. Le résultat de ces tests est envoyé sur un opérateur logique 125 ET .Le résultat du diviseur 105 est envoyé sur un comparateur 117 qui effectue un test pour savoir si le résultat trouvé est inférieur ou égal à 1, et l'envoie également sur une entrée de l'opérateur logique 125. L'opérateur logique 125 délivre une valeur booléenne qui est égale à 1 si toutes ses entrées sont vraies et délivre une valeur booléenne égale à 0 dans le cas contraire, notamment si l'une des valeurs calculées par les diviseurs 100, 101, 102, 103, 104 est supérieure à 0,95.

Le résultat de l'opérateur logique 125 est envoyé sur une entrée du sommateur 119, qui délivre une valeur de direction d'incrémentation sur une entrée d'un sommateur 120. Le sommateur 120 reçoit lui-même, sur une de ses entrées, le résultat d'une fonction retard 121, de manière à délivrer à sa sortie une somme des directions d'incrémentation calculées depuis la première itération effectuée pour le régime courant N du moteur virtuel 40. La somme des pas d'incrémentation, délivrée par le sommateur 120, est envoyée sur un multiplicateur 122, qui multiplie cette valeur par une amplitude K2. L'amplitude K2 qui représente une amplitude de pas d'incrémentation de la pression de suralimentation du moteur virtuel 40. La valeur K2 peut être une valeur intrinsèque au système de calibration ou peut être une valeur entrée par l'utilisateur au moyen d'une interface 70. Le résultat du multiplicateur 122 est un incrément de pression APcol que le module de calibration 66 envoie sur un sommateur 123 où il est ajouté à la valeur Pcolo(N) extraite de la base de données 36. Le résultat délivré par le sommateur 123 est une valeur ConsPcol représentant une consigne de pression de suralimentation. Si cette consigne est différente de celle calculée à l'itération précédente, elle est utilisée par le module de calibration 66 pour lancer un nouveau calcul du moteur virtuel 40. Dans ce cas, la valeur ConsPcol est également renvoyée sur une entrée multiplicative du diviseur 105. Ainsi, le module optimiseur de suralimentation 68 va décrémenter la valeur APcol si l'une des valeurs critiques Nturbo, PAPC, TAPC, Compr ou PAVT est supérieure au seuil défini par l'utilisateur. I1 va également décrémenter la valeur APcol si la valeur de consigne de pression de suralimentation ConsPcol entrée dans le modèle n'est finalement pas atteinte une fois que l'on a effectué une simulation à l'aide du moteur virtuel 40, ce qui peut signifier que les ailettes de régulation de la turbine virtuelle 63 ont atteint une position limite. Dans ce cas, le module 68 décrémente la consigne de pression afin de revenir dans la gamme de consigne réalisable. L'optimiseur 68 va au contraire incrémenter la consigne de pression de suralimentation ConsPcol tant que l'une au moins des grandeurs critiques Nturbo, PAPC, TAPC, Compr et PAVT n'est pas parvenue dans un certain seuil de proximité, par valeur inférieure, du seuil qui lui a été alloué par l'utilisateur. Le seuil de proximité est ici fixé à 95 % de la valeur seuil à ne pas dépasser, mais pourrait être fixé à une valeur différente, ou pourrait être fixée à des valeurs différentes pour chacune des grandeurs considérées. La figure 6 illustre une interface homme-machine 69 d'un système de calibration selon l'invention. L'interface homme-machine 69 comporte dans sa partie gauche une interface 70 d'entrée de données et dans sa partie droite, un module d'export graphique 71 permettant de visualiser, sous forme de courbes, des cartographies de pilotage du moteur calculées par le système de calibration 66 de la figure 3. L'interface 70 d'entrée de données comporte un premier champ interactif 130 permettant de sélectionner un chemin informatique vers un fichier contenant des données de résultats d'essais, comme la base de données 36 des figures 1 et 3. Cette interface comporte également un champ interactif 131 permettant de sélectionner un chemin vers une cartographie, par exemple la cartographie 72 de la figure 3, répertoriant des valeurs de seuil d'émissions polluantes tolérées, en fonction par exemple de la quantité de carburant injecté dans le moteur. L'interface 70 comporte des plages d'entrée numériques 132 et 133 permettant de définir une altitude du véhicule et une température extérieure à celui-ci. On pourrait également envisager une interface permettant d'entrer une pression d'air extérieur et une température d'air extérieur, ou de n'entrer que l'une ou l'autre de ces valeurs. L'interface 70 comporte également un champ 134 permettant ici l'entrée d'un taux en pourcentage de chargement d'un filtre à particules. On pourrait également envisager une interface qui permettrait d'entrer directement une valeur de contrepression à l'échappement. On ne s'écarterait pas du domaine de l'invention si l'interface ne permettait d'entrer qu'une ou deux des valeurs parmi celles mentionnées plus haut. L'interface peut également comporter un champ interactif 135 permettant de sélectionner un fichier correspondant au modèle mathématique de moteur virtuel 40 que l'on souhaite utiliser. L'interface 70 comporte également une série de champs numériques 136 qui sont ici au nombre de six, et permettent de définir un groupe de grandeurs jugées critiques pour le fonctionnement du moteur. On trouve parmi ces grandeurs critiques, un seuil de vitesse de rotation de turbocompresseur SeuilNturbo exprimé en tours/minute, des seuils de pression seuilPAPC et Seui1PAVT en sortie d'un turbocompresseur et en sortie de cylindres, exprimés en millibars ( 1 millibar valant approximativement 100 Pa), et des seuils de température TAPC et TAVT en sortie de turbocompresseur et en sortie de cylindres, exprimés en degrés Celsius. On trouve également une valeur adimensionnelle SeuilCompr représentant le rapport de pressions entre l'entrée et la sortie du turbocompresseur. L'interface 70 comporte enfin une case d'activation 137 permettant de valider l'entrée des données énumérées ci-dessus et de lancer l'opération de calibration proprement dite. L'interface d'export 71 affiche des courbes 141, 142, 143 qui sont fonction d'un régime moteur N qui est ici typiquement compris entre 1000 et 5000 tours/minute.

Sur la courbe 141, sont affichées les valeurs de quantité de carburant injecté maximales Injmax calculées par le module de calibration 66, pour les conditions de température et de pression atmosphérique définies aux cases 132 et 133 ainsi que pour la contrepression à l'échappement définie à la case 134. Les valeurs de quantité de carburant injecté sont ici affichées en mg/coups, et sont par exemple comprises entre 20mg/coups et 80mg/coup. La courbe 142 fait apparaître les valeurs de pression de suralimentation maximale Pcolmax déterminées par le module de calibration 66, toujours pour les mêmes conditions de température et de pression extérieure et pour la même contrepression à l'échappement. Ces valeurs sont par exemple comprises entre 1000 mbar et 3000 mbar. La courbe 143 fait apparaître les valeurs PME de pression moyenne effective dans les cylindres du moteur 40, pour les mêmes conditions de fonctionnement du moteur que celles permettant d'obtenir les courbes 141 et 142. Cette valeur, exprimée en bar, peut par exemple être comprise entre 5 et 30 bar, soit 500 000 et 3000 000Pa. La pression moyenne effective est obtenue en intégrant sur un cycle du moteur, la pression de gaz dans un cylindre sur les variations de volume intérieur du cylindre. Cette valeur est proportionnelle au couple développé par le moteur. Les courbes 141, et 142 peuvent être une superposition des courbes limites initiales de fonctionnement du moteur 1 de la figure 1, soit Injo(N) et Pcolo(N), et des nouvelles courbes calculées, Injmax(N) et Pcolmax(N). Sur l'exemple de la figure 6, les courbes initiales sont représentées en trait plein, et les nouvelles courbes sont représentées par leurs points de calcul. La même convention de représentation est reprise pour la courbe de pression moyenne effective initiale et la nouvelle courbe de pression moyenne effective 143.

L'interface d'export 71 comporte également des graphes 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150 permettant de visualiser les pourcentages d'écart aux valeurs seuil définies à l'aide des champs 131 et 136 de l'interface d'entrée 70, des grandeurs correspondantes du moteur virtuel 40 dans les conditions de fonctionnement des courbes 141 et 142. Chaque graphe affiche par exemple le rapport d'une des grandeurs à surveiller, par le seuil qui lui a été alloué, en limitant l'affichage aux valeurs comprises entre 80% et 100%. Ces graphes 144 à 150 permettent de voir, pour chaque régime du moteur, quelles grandeurs de fonctionnement du moteur ont été déterminantes pour imposer une limitation sur la quantité de carburant injectée ou sur la pression de suralimentation. Le système de calibration suivant l'invention permet de limiter le nombre d'essais sur véhicule, ce qui permet d'économiser le prix des essais eux-mêmes, et de gagner du temps sur le développement du véhicule, notamment si les cartographies de quantité de carburant et de pression de suralimentation doivent être établies alors que le nombre de bancs altimétriques disponibles ou le nombre de véhicules existants est réduit.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Système de calibration pour moteurs à combustion interne suralimentés par turbocompresseur, comprenant : - une interface homme-machine (69) permettant de définir une liste de valeurs (136) comprenant au moins deux températures, deux pressions, une vitesse de rotation, et une valeur adimensionnelle, permettant d'accéder (130) à des cartographies (36) de températures et pressions en fonction d'un tableau (29) de points de fonctionnement d'un moteur (1), et permettant d'entrer une ou plusieurs valeurs (132, 133, 134) à partir desquelles il est possible de définir une température atmosphérique, une pression atmosphérique, ou une contrepression à l'échappement d'un moteur, - un module d'export (71) apte à transmettre ou à afficher une cartographie (141) d'une quantité de carburant injecté en fonction d'un régime moteur, et une cartographie de pressions (142) ou une cartographie de positions de vanne(s) ou d'ailette(s), en fonction d'un régime moteur.
2. 2. Système de calibration suivant la revendication 1, dans lequel l'interface homme-machine (69) permet de définir une condition de température et une condition de pression atmosphérique ou d'altitude.
3. 3. Système de calibration suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel l'interface homme-machine (69) permet de définir une valeur de contrepression à l'échappement ou une valeur de chargement d'un moyen de dépollution à l'échappement.
4. 4. Système de calibration suivant l'une des revendications précédentes, comprenant : - un modèle mathématique (40) à paramètres ajustables, apte à calculer un champ de grandeurs listant des températures et pressions en différents points d'un circuit d'air d'un moteur virtuel suralimenté, et listant le débit d'air d'alimentation du moteur virtuel et la vitesse de rotation d'un turbocompresseur virtuel (61) de ce moteur, en fonction de la température et de la pression atmosphériques, du régime dumoteur virtuel, d'un motif d'injection en carburant, de positions de vannes ou volets de régulation (55, 56) du circuit d'air du moteur virtuel, de la configuration géométrique d'un turbocompresseur virtuel (61), et en fonction d'une contrepression à l'échappement du moteur virtuel, ù des moyens d'identification (65) configurés pour attribuer des valeurs aux paramètres du modèle, en fonction d'une cartographie (36) reliant un tableau (29) de points de fonctionnement du moteur, et des valeurs de fonctionnement moteur, notamment des températures et pressions d'un circuit d'air d'un moteur réel (1), un débit d'alimentation en air de ce circuit, et une vitesse de rotation d'un turbocompresseur du moteur réel, - une interface homme-machine (69) permettant d'attribuer des seuils de fonctionnement (136) à certaines grandeurs critiques du champ de grandeurs du moteur virtuel, et permettant de définir une valeur test de pression atmosphérique et une valeur test de température atmosphérique, et/ou une valeur test de contrepression à l'échappement, - un module de détarage (66) configuré pour déterminer, pour les valeurs test de température, de pression et/ou de contrepression, et pour un régime donné du moteur virtuel, une quantité maximale de carburant injecté et une pression maximale de suralimentation que l'on peut imposer au moteur virtuel, sans que les grandeurs critiques dépassent leurs seuils de fonctionnement respectif, - un module d'export (71) configuré pour transmettre ou afficher une cartographie de la quantité maximale de carburant injecté en fonction du régime du moteur virtuel, et une cartographie de la pression maximale de suralimentation ou une cartographie de la configuration géométrique correspondante du turbocompresseur virtuel, en fonction de régimes du moteur virtuel.
5. 5. Système de calibration suivant la revendication 4, dans lequel le modèle mathématique (40) est également apte à calculer une valeur d'émissions d'espèces polluantes du moteur virtuel, dans lequel les moyens d'identification (65) prennent en compte la différence entreles valeur d'émissions calculées par le modèle (40) et des valeurs d'émissions mesurées sur le moteur réel (1), et dans lequel l'interface homme-machine (69) permet d'accéder (131) à des cartographies (72) de seuils d'émissions polluantes en fonction de quantités de carburant injectées dans un moteur.
6. 6. Système de calibration suivant l'une des revendications 4 à 5, dans lequel le module d'export (71) est également configuré pour transmettre ou afficher une cartographie (143) en fonction du régime du moteur virtuel, du couple maximal que peut développer le moteur virtuel, ou de la pression moyenne effective maximale qui peut être obtenue dans un cylindre du moteur virtuel.
7. 7. Système de calibration suivant l'une des revendications 4 à 6, dans lequel le module d'export (71) est également configuré pour transmettre ou afficher des cartographies (144, 145, 146, 147, 148, 149,150) en fonction du régime du moteur virtuel, des écarts des grandeurs critiques à leurs seuil respectifs, ces écarts étant calculés pour les quantités maximales de carburant injectées et les pressions de suralimentations maximales.
8. 8. Système de calibration suivant l'une des revendications 4 à 7, dans lequel le module de détarage (66) comprend un optimiseur d'injection (67), apte à déterminer une quantité maximale de carburant à injecter dans le moteur virtuel, configuré pour effectuer une série d'itérations pour chaque régime moteur du tableau de point de fonctionnement (29), en incrémentant ou décrémentant à chaque itération la quantité de carburant injectée, jusqu'à ce que la valeur d'émissions polluantes du moteur virtuel ou la température des gaz en sortie des cylindres de ce moteur, soient supérieures à une fraction minimale de leurs seuils respectifs, et que la valeur d'émissions et la température des gaz en sortie des cylindres soient toutes deux inférieures à leurs seuils respectifs.
9. 9. Système de calibration suivant l'une des revendications 4 à 8, dans lequel le module de détarage (66) comprend un optimiseur de suralimentation (68), apte à déterminer une pression maximale des gaz acceptable en entrée des cylindres du moteur virtuel, configuré poureffectuer une série d'itérations pour chaque régime moteur du tableau de point de fonctionnement (29), en incrémentant ou décrémentant à chaque itération la pression des gaz en entrée des cylindres du moteur virtuel, jusqu'à ce qu'au moins une des grandeurs critiques autre que la température de gaz en entrée de cylindres ou la valeur d'émissions, soit supérieure à une fraction minimale de son seuil de fonctionnement, et que toutes les grandeurs critique soient inférieures à leurs seuils respectifs.
10. 10. Système de calibration suivant les revendication 8 et 9, dans lequel l'optimiseur d'injection (67) et l'optimiseur de suralimentation (68) sont configurés pour effectuer chacun une itération, respectivement sur la quantité de carburant injectée et sur la pression des gaz en entrée des cylindres, puis pour effectuer chacun un test sur le champ de grandeurs calculées par le modèle (40) avec les nouvelles valeurs de quantité de carburant injectée et de pression des gaz en entrée des cylindres, afin de décider si la quantité de carburant et la pression des gaz en entrée des cylindres doivent être incrémentées ou décrémentées à l'étape suivante.