FR2967469A1 - Procede et dispositif de gestion d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Procédé et dispositif de gestion d'un moteur à combustion interne (2) équipé d'un système d'alimentation en air (4), avec un volet d'étranglement (7) et un compresseur (8) d'une installation de suralimentation (9). Le rendement de l'installation (9) se règle avec une vanne de dérivation (13). On détermine une indication de charge de consigne du moteur (2) pour régler la charge d'air, et on gère le moteur (2) dans un premier ou dans un second mode selon l'indication de charge de consigne se faisant par le réglage de la position du volet (7) pour un rendement constant de l'installation de suralimentation (9), et par le réglage du rendement de l'installation (9) en conservant un rapport de pression prédéfini, constant, sur le volet d'étranglement (7).

Description

i Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne équipé d'un système d'alimentation en air, s * ce système d'alimentation en air ayant un volet d'étranglement pour étrangler la veine d'air et en aval de celui-ci, un compresseur d'une installation de suralimentation pour pomper l'air, * le rendement de l'installation de suralimentation se réglant à l'aide d'une vanne de dérivation. io L'invention se rapporte également à un dispositif appliquant un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne pour régler une charge d'air souhaitée en commandant le volet d'étranglement et le dispositif de suralimentation. Etat de la technique ls De nombreux systèmes de moteur connus ont un volet de réglage pour commander la veine d'air comme par exemple un volet d'étranglement en aval du compresseur d'un dispositif de suralimentation. Le volet d'étranglement fonctionne alors comme organe de réglage principal de la charge (remplissage d'air). En variante, il 20 existe également des systèmes de moteur dans lesquels le volet d'étranglement est installé en amont du compresseur du dispositif de suralimentation. Ces systèmes de moteur nécessitent une stratégie de régulation particulière pour avoir un comportement dynamique suffisant, du fonctionnement d'un tel système de moteur. 25 Par exemple, selon le document DE 10 2008 022 214 B3, on connaît un procédé et un dispositif de commande d'un volet d'étranglement et d'un volet de dérivation dans un système d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne. En fonction d'une valeur de consigne de la pression d'alimentation en aval du 30 dispositif de suralimentation, on commande le volet d'étranglement, ou le volet de contournement servant à commander de manière variable le compresseur du dispositif de suralimentation pour avoir un débit massique d'air prédéfini dans les cylindres du moteur à combustion interne. On règle ainsi la valeur de consigne du rapport de pression du 35 volet d'étranglement comme rapport entre la pression en amont et la

2 pression en aval du volet d'étranglement et du volet de contournement en fonction d'une valeur de consigne du rapport de pression du volet de contournement comme rapport des pressions en amont et en aval du dispositif de suralimentation.

But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé et un dispositif de commande du volet d'étranglement et du dispositif de suralimentation d'un système d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne permettant de commander de manière plus précise le débit massique d'air dans les cylindres du moteur à combustion interne. L'invention a également pour but de développer le fonctionnement du moteur à combustion interne pour avoir un meilleur comportement dynamique.

Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé par les étapes suivantes : - déterminer une indication de charge de consigne du moteur à combustion interne qui constitue une indication pour régler la charge d'air du moteur à combustion interne, - gérer le moteur à combustion interne dans un premier mode de fonctionnement ou dans un second mode de fonctionnement selon l'indication de charge de consigne : * la charge d'air de consigne, à régler pour le fonctionnement du moteur à combustion interne dans le premier mode de fonctionnement se faisant principalement par le réglage de la position du volet d'étranglement pour un rendement constant de l'installation de suralimentation, notamment pour un rendement nul, et * dans le second mode de fonctionnement principalement par le réglage du rendement de l'installation de suralimentation en conservant un rapport de pression prédéfini, constant, par le volet d'étranglement. 3 L'invention a également pour objet un dispositif de gestion d'un moteur à combustion interne équipé d'un système d'alimentation en air, - le système d'alimentation en air étant équipé d'un volet s d'étranglement pour étrangler la veine d'air et en aval de celui-ci, d'un compresseur d'une installation de suralimentation pour pomper l'air, - le rendement de l'installation de suralimentation étant réglé à l'aide d'une soupape de dérivation, io dispositif réalisé pour - déterminer une indication de charge de consigne du moteur à combustion interne qui représente une indication pour régler une charge d'air du moteur à combustion interne, - gérer le moteur à combustion interne dans un premier mode de ls fonctionnement ou dans un second mode de fonctionnement suivant l'indication de charge de consigne, * la charge d'air à régler pour la gestion du moteur dans le premier mode de fonctionnement, étant donnée principalement par le réglage de la position du volet d'étranglement pour un rendement 20 constant de l'installation de suralimentation, notamment pour un rendement égal à o, et dans le second mode de fonctionnement, principalement par le réglage du rendement de l'installation de suralimentation pour le réglage du volet d'étranglement de façon à conserver un rapport de pression constant sur le volet 25 d'étranglement. Une caractéristique du procédé selon l'invention consiste à gérer ou faire fonctionner le moteur à combustion interne dans différents modes suivant une indication de consigne de charge d'air ; suivant la charge d'air demandée, le moteur à combustion interne 30 fonctionnera en aspiration (pression atmosphérique) en suralimentation. La valeur de consigne de la charge d'air (remplissage d'air) comme par exemple la valeur de consigne du débit massique d'air ou de la pression dans la tubulure d'aspiration, résulte d'une consigne externe et dépend aussi des conditions d'environnement ainsi que des 35 grandeurs d'état du moteur à combustion interne. Suivant le degré de

4 remplissage d'air de consigne, le moteur à combustion interne fonctionne en mode par aspiration selon lequel la charge d'air, réglée avec un dispositif de suralimentation pratiquement neutralisé, c'est-à-dire principalement par le réglage du volet d'étranglement ou en mode s de suralimentation selon lequel le volet d'étranglement est réglé sur un rapport de volet d'étranglement fixé, c'est-à-dire que l'on règle la pression en sortie du volet et la charge d'air se règle principalement en réglant le rendement de l'installation de suralimentation. Une telle répartition en différents modes de fonctionnement, permet de io commander de manière plus précise le débit massique d'air dans les cylindres du moteur à combustion interne. Le procédé décrit permet également de réduire au minimum les pertes par étranglement par le volet d'étranglement, ce qui optimise la consommation de carburant. De plus, le procédé selon l'invention permet de répondre ls à des prescriptions réglementaires en particulier celles relatives à la ventilation du réservoir avec des moyens simples, car entre le volet d'étranglement et le dispositif de suralimentation, la pression est réduite par rapport à la pression ambiante pratiquement pour tous les modes de fonctionnement. Pour une telle topologie de moteur, on peut 20 supprimer les points d'entrée doublés de la ventilation du réservoir. De plus, le procédé ci-dessus améliore la réponse dynamique du moteur à combustion interne lors du changement de charge. Cela se répercute d'une manière particulièrement bénéfique lors d'un changement de charge passant d'une petite charge et d'une faible 25 vitesse de rotation à de grandes charges. En outre, le bruit du compresseur du dispositif de suralimentation sera amorti, car le volet d'étranglement ne sera pas complètement ouvert pour la plus grande partie de la plage de fonctionnement du moteur à combustion interne. Si comme capteur principal de remplissage, on utilise un 30 capteur massique à film chaud, son signal ne sera pas influencé pendant le mode de fonctionnement en suralimentation ou ne le sera que très faiblement, car le volet d'étranglement ne sera pas complètement ouvert ce qui amortit les pulsations produites. Suivant une caractéristique, l'indication de charge 35 (remplissage), correspond à une pression de consigne dans la conduite - 2967469 d'aspiration qu'il faut régler dans le segment du système d'alimentation en air, en aval du compresseur. Selon le premier mode de fonctionnement, le volet d'étranglement est positionné (réglé) pour régler un rapport de pression 5 de volet d'étranglement dépendant de l'indication de charge de consigne ou de la pression d'étranglement dépendant de l'indication de charge de consigne, comme pression sur le côté sortie du volet d'étranglement ; dans le second mode de fonctionnement, le volet d'étranglement est positionné (réglé) pour avoir un rapport de pression sur le volet d'étranglement dépendant de l'indication de charge de consigne ou d'une pression d'étranglement dépendant de l'indication de charge de consigne, comme pression en aval du volet d'étranglement. Suivant un développement, dans le cas d'une indication de charge de consigne dans la plage prédéfinie de pleine charge entre une pression prédéfinie de pleine charge de la conduite d'aspiration et une pression maximale de conduite d'aspiration, le moteur à combustion interne fonctionnera dans un troisième mode de fonctionnement pour lequel une augmentation de l'indication de consigne de charge se traduit par une augmentation du rapport de la pression du volet d'étranglement ou de la pression d'étranglement et par une augmentation du rendement de l'installation de suralimentation. Le passage entre le premier mode de fonctionnement et le second mode de fonctionnement est défini par la prédéfinition d'un seuil pour le rapport de pression de volet d'étranglement ou d'un seuil pour la pression d'étranglement ou d'un seuil pour la pression dans la conduite d'aspiration. En outre, en cas de variation de l'indication de consigne de charge qui correspond à un changement d'un point de fonctionnement selon le premier mode de fonctionnement à un point de fonctionnement selon le second mode de fonctionnement, on conserve inchangé le rendement de l'installation de suralimentation jusqu'à ce que le rapport ou la différence entre la valeur réelle de la pression, côté sortie du compresseur, et la valeur de consigne de la pression, côté entrée du compresseur, dépasse un seuil prédéfini pour le point de fonctionnement actuel. 6 Selon une autre caractéristique, l'invention a pour objet un dispositif de gestion d'un moteur à combustion interne équipé d'un système d'alimentation en air comme cela a été indiqué ci-dessus. Suivant une autre caractéristique, l'invention a pour s objet un système de moteur équipé d'un moteur à combustion interne et d'un dispositif de gestion du moteur. Enfin, suivant une autre caractéristique, l'invention a pour objet un produit programme d'ordinateur avec un code programme qui, lorsqu'il est exécuté par une unité de traitement de données, io applique le procédé défini ci-dessus. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de procédé de gestion d'un moteur thermique selon l'invention représenté dans les dessins annexés dans ls lesquels : - la figure 1 montre schématiquement un système de moteur équipé d'un moteur à combustion interne recevant de l'air par un système d'alimentation en air, - la figure 2 montre un ordinogramme explicitant le procédé de gestion 20 du système de moteur de la figure 1, - la figure 3 est un diagramme montrant la stratégie de commande de l'installation commandant le volet d'étranglement du système de moteur de la figure 1. Description de modes de réalisation de l'invention 25 La figure 1 montre schématiquement un système de moteur 1 comprenant un moteur à combustion interne 2 qui, dans le présent exemple, est un moteur à quatre cylindres 3. Le nombre de cylindres 3 n'a qu'une importance mineure dans la présente invention qui peut se rapporter à des moteurs à combustion interne ayant un 30 autre nombre de cylindres 3. Le moteur à combustion interne 3 reçoit de l'air par un système d'alimentation en air 4. Le système d'alimentation en air 4 comporte une conduite d'air 5 par laquelle l'air ambiant est aspiré par un orifice d'aspiration 6. L'air ambiant passe tout d'abord sur un volet 35 d'étranglement 7 et ensuite dans le compresseur 8 d'une installation de 7 suralimentation 9 pour arriver dans les cylindres 3 du moteur 2. En d'autres termes, le système de moteur 1 a une topologie selon laquelle le volet d'étranglement 7 est installé en amont du dispositif de suralimentation 9. Le compresseur 8 du dispositif de suralimentation 9 s est entraîné par exemple mécaniquement par couplage direct sur l'arbre de sortie du moteur à combustion interne 2. On prélève ainsi de la puissance du moteur à combustion interne pour fournir l'énergie entraînant le compresseur 8. Le côté entrée et le côté sortie du compresseur 8 sont reliés par une conduite de dérivation 12 équipée io d'un volet d'étranglement 13 commandé de manière variable pour régler le rendement du dispositif de suralimentation 9 ; cela consiste à régler le volet de dérivation 13 pour régler la puissance effective de compression du dispositif de suralimentation 9, c'est-à-dire son rendement. Bien que le compresseur 8 soit couplé solidairement au ls vilebrequin, une partie de la pression fournie par le compresseur, est renvoyée par la conduite de dérivation 12 à l'entrée du compresseur 8, de sorte que l'air circule en partie. La fraction d'air en circulation par rapport à la quantité d'air qui donne la pression dans la conduite d'admission, se règle à l'aide du volet de dérivation 13. 20 Le moteur à combustion interne 2 est de préférence un moteur à essence de sorte que le couple qu'il fournit se commande par le remplissage d'air (charge d'air) dans les cylindres 3. En fonction de la charge d'air pour un rapport prédéfini, souhaité, carburant/air, notamment en prédéfinissant un rapport de carburant stoechiométrique 25 pour Lambda = 1, on dimensionne la quantité de carburant à fournir aux cylindres et le carburant peut être injecté dans les cylindres 3 du moteur 2 par injection directe, ou par injection dans la conduite d'aspiration, dans le segment du système d'alimentation en air 4 compris entre le compresseur 8 et les soupapes d'admission (non 30 représentées) du moteur à combustion interne 2. La charge d'air correspond pour le fonctionnement du moteur 2, à un débit massique d'air permanent arrivant au moteur 2 par le système d'alimentation en air 4. Une unité de commande 15 assure la commande du 35 système de moteur 1. Cette unité règle l'alimentation en air du moteur à 8 combustion interne 2 en fonction des grandeurs d'état et de consignes externes, telles que par exemple la consigne correspondant au couple souhaité par le conducteur. Les grandeurs d'état avec lesquelles l'unité de commande 15 détermine les réglages appropriés du volet s d'étranglement 7 et du volet de dérivation 13, peuvent être en plus de la pression ambiante, la pression dans le segment du système d'alimentation en air 4 compris entre le volet d'étranglement 7 et le compresseur 8, ainsi que la pression dans le segment de conduite d'aspiration en aval du compresseur 8, c'est-à-dire dans le segment du io système d'alimentation en air 4 compris entre le compresseur 8 et les soupapes d'admission des cylindres 3 du moteur à combustion interne 2. Comme grandeurs d'état on peut également tenir compte de la vitesse de rotation, de la charge demandée au moteur ainsi que d'autres paramètres. ls Pour mesurer les pressions telles que par exemple la pression ambiante (pu) et la pression dans la conduite d'aspiration du segment de conduite d'aspiration du système d'alimentation en air 4 en aval du compresseur 8, on utilise des capteurs de pression à savoir, le capteur de pression ambiante 16 et le capteur de pression de conduite 20 d'aspiration 17. Pour détecter le débit massique instantané d'air, on utilise un capteur de débit massique d'air à film chaud 18 installé en amont du volet d'étranglement 7. La figure 2 montre un ordinogramme explicitant un procédé de gestion du système de moteur 1 de la figure 1. Selon le 25 procédé ainsi présenté, le moteur à combustion interne 2 est commandé pour fonctionner selon deux modes de fonctionnement. Dans un premier mode de fonctionnement, appelé mode de fonctionnement par aspiration, le débit massique d'air fourni au moteur à combustion interne 2, provient totalement, c'est-à-dire essentiellement par le réglage 30 du volet d'étranglement 7, alors que le volet de dérivation 13 est complètement ou pratiquement complètement ouvert. Du fait de l'ouverture totale du volet de dérivation 13, il n'y a pas de différence de pression significative entre le côté entrée et le côté sortie du compresseur 8. Globalement, en mode d'aspiration, le moteur 35 thermique 2 fonctionne comme un moteur à combustion interne usuel.

Dans le second mode de fonctionnement qui correspond à un mode de fonctionnement avec suralimentation, du fait de la fermeture totale ou partielle du volet de dérivation 13, le débit massique d'air est fourni en grande partie par la puissance volumétrique du s compresseur 8. Le volet d'étranglement 7 qui n'est pas totalement ouvert, régule la puissance volumétrique en ce que le volet s'oppose à l'effet d'aspiration du compresseur 8. Pendant le mode de fonctionnement avec suralimentation, le volet d'étranglement 7 est réglé pour que la pression côté entrée du compresseur 8 soit pratiquement io constante. De manière détaillée, dans l'étape S1, on demande si une pression de consigne de conduite d'aspiration ps_c est souhaitée, c'est-à-dire si la pression entre le compresseur 8 et les soupapes d'admission des cylindres 3, est inférieure à un seuil de pression de conduite ls d'aspiration prévu ptnr_s. La pression d'aspiration de consigne ps_c résulte du débit massique d'air souhaité dans les cylindres 3 et qui est déterminé par l'unité de commande, de manière connue en fonction d'un couple de consigne. Si la pression de consigne dans la conduite d'aspiration 20 ps_c est inférieure au seuil de pression d'aspiration, prévu ptnr_s (alternative: oui), alors dans l'étape S2, on fait fonctionner le moteur à combustion interne en mode d'aspiration. En mode d'aspiration, le compresseur 8 est pratiquement neutralisé en ce que le volet de dérivation 13 est complètement ouvert, de sorte que le compresseur 8 25 ne peut établir de pression dans le segment de conduite d'aspiration. Le débit massique d'air demandé pour le remplissage des cylindres 3 du moteur à combustion interne 2, est réglé exclusivement dans ce mode de réalisation, par la position du volet d'étranglement 7, comme cela est connu pour les moteurs à essence, actuels. 30 Lorsque la pression de consigne ps_c demandée atteint ou dépasse le seuil de pression de conduite d'aspiration ptnr_s (alternative: non), alors le moteur à combustion interne fonctionne en mode suralimenté. Le mode suralimenté appliqué dans l'étape S3 consiste à maintenir constant le rapport de pression sur le volet d'étranglement 35 Vvoiet et régler le volet de dérivation 13 pour régler le rendement de 2967469 io l'installation de suralimentation 9 pour fournir le débit massique d'air demandé au moteur à combustion interne 2. Le rapport de pression de volet d'étranglement Vvoiet, correspond au rapport de la pression en amont du volet d'étranglement 7 (qui correspond pour l'essentiel à la s pression ambiante pu) et de la pression du volet pndk en aval du volet d'étranglement 7. La pression pndk en sortie du volet d'étranglement 7, correspond dans le mode de fonctionnement avec conduite d'aspiration, pratiquement à la pression de la conduite d'aspiration ps, car le compresseur 8 du dispositif de suralimentation 9, est pratiquement io passif du fait que le volet de dérivation 13 est complètement ouvert. Dans une variante de réalisation, dans la plage de pleine charge qui fait suite à la plage du mode avec suralimentation, le volet de dérivation 13 étant complètement fermé, alors le volet d'étranglement 7 est complètement ouvert à partir de la position qui définit le rapport de ls pression prédéfini du volet d'étranglement Vvoiet, pour avoir la puissance maximale. La plage du mode de fonctionnement avec suralimentation dans laquelle le volet d'étranglement 7 est complètement ouvert, est calibrée en particulier le seuil de pression de la conduite d'aspiration pthr_s est prédéfini de manière spécifique suivant l'application. 20 La requête de l'étape S1 est répétée cycliquement et de manière appropriée pour sélectionner le mode de fonctionnement en aspiration et le mode de fonctionnement en suralimentation, suivant la pression d'aspiration de consigne ps_c. La figure 3 montre schématiquement le mode de 25 fonctionnement avec aspiration, le mode de fonctionnement avec suralimentation et le mode de fonctionnement en pleine charge suivant la pression de consigne d'aspiration ps_c qui représente la charge (remplissage) des cylindres 3 du moteur à combustion interne 2. Dans la plage S du mode de fonctionnement avec 30 aspiration, suivant la pression de consigne de la conduite d'aspiration ps_c, à régler, on règle le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet pour avoir la pression pndk à la sortie du volet d'étranglement 7. La relation entre le rapport de pression du volet d'étranglement prédéfinie Vvoiet et la pression de conduite d'aspiration à 35 régler ps_c est en général linéaire mais cette relation peut avoir d'autres ii formes. Le trait interrompu K2 représente la position du volet d'étranglement 7 pour avoir le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet correspondant qui est représenté par la courbe K1. La courbe K1 donne la pression d'étranglement pndk sur le côté de s sortie du volet d'étranglement 7 et commence par la pression pndk min, réglable qui dépend du point de fonctionnement et en particulier du débit massique d'air. La pression maximale du volet d'étranglement pndk_max correspond à la pression pvd en amont du volet d'étranglement ; elle est la pression que l'on a lorsque le volet io d'étranglement 7 est complètement ouvert. En particulier, on peut déterminer la pression pvd en amont du volet d'étranglement en fonction de la pression ambiante (pu) et de la chute de pression dans le filtre à air (non représenté). Si la pression de consigne de la conduite d'aspiration ls ps_c, requise dépasse le seuil de pression de conduite d'aspiration ptnr_s qui a été par exemple prédéfini de manière fixe ou qui peut dépendre de la pression pvd en amont du volet d'étranglement ainsi que d'un coefficient d'amplification F.np, tel que par exemple 0,95 x pvd x Famp, alors le moteur à combustion interne 2 continue de fonctionner en 20 suralimentation. Dans le mode en suralimentation, le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet, c'est-à-dire la pression pndk en sortie du volet d'étranglement 7, est pratiquement bloquée et maintenue à une valeur constante. Le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet peut par exemple correspondre à la valeur du rapport de pression 25 du volet d'étranglement Vvoiet lorsqu'on atteint une pression dans la conduite d'aspiration qui correspond au seuil de pression de conduite d'aspiration ptnr_s. Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, le rapport de pression du volet d'étranglement est égal à 0,95. La courbe K3 représente la position du volet de dérivation 30 13 dans la conduite de dérivation 12 du compresseur 8. On reconnaît que le mode de fonctionnement en suralimentation commence au passage dans la zone A ; le volet de dérivation 13 est déplacé de son état complètement ouvert en direction de sa position de fermeture ce qui augmente le débit du compresseur 8 car on réduit la fraction de la 35 quantité d'air en circulation. La position du volet de dérivation 13 est 12 celle qui correspond au débit massique d'air nécessaire pour réaliser le remplissage de consigne des cylindres 3. En même temps, le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet est maintenu constant pendant le mode de fonctionnement en suralimentation ce qui se traduit par un s réglage modifié de manière correspondante de la position du volet d'étranglement 7 (courbe K2). La courbe K2 indique dans la zone A du mode de fonctionnement en suralimentation, la position du volet d'étranglement 7 associé à la charge d'air requise (celle-ci est associée principalement au débit massique d'air, c'est-à-dire à la pression dans 10 la conduite d'aspiration). Bien que le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet soit constant, la position du volet d'étranglement 7 s'est déplacée vers les plus grandes pressions de consigne de conduite d'aspiration ps_c car le débit massique d'air fourni, augmente. Dans la plage V correspondant au mode de 15 fonctionnement en pleine charge qui fait suite aux pressions plus élevées de la conduite d'aspiration ps qui rejoint la plage A du mode de fonctionnement en suralimentation par une pression prédéfinie de conduite d'aspiration en pleine charge, le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet ne peut continuer d'augmenter qu'à partir de la 20 valeur constante, par exemple de manière linéaire jusqu'à ce que le volet d'étranglement 7 soit complètement ouvert. On peut également fermer plus le volet de dérivation 13 pour avoir le débit massique d'air maximum. En principe, on peut appliquer librement l'instant auquel dans la plage V du mode de fonctionnement en pleine charge, le rapport 25 de pression du volet d'étranglement Vvoiet, à partir du passage de la zone A du mode de fonctionnement en suralimentation à la plage V du mode de fonctionnement en pleine charge pour le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet, de pleine charge, prédéfini augmente jusqu'à 1 ou pratiquement jusqu'à 1. A la place de la pression prédéfinie dans la 30 conduite d'aspiration, en pleine charge, on peut également prédéfinir le passage dans la plage V par un rapport prédéfini du volet d'étranglement en pleine charge Vvoiet_pe. A la place du seuil de pression dans la conduite d'aspiration ptnr_s qui définit le passage entre la plage S correspondant 35 au mode de fonctionnement en aspiration à la plage A correspondant au 13 mode de fonctionnement avec suralimentation, le seuil peut également être prédéfini comme seuil du rapport de pression du volet d'étranglement Vtnr_v. Le seuil pour le rapport de pression du volet d'étranglement Vtnr_v peut être prédéfini en fonction de la pression s maximale de consigne de la conduite d'aspiration ps_c en sortie du compresseur 8, notamment en fonction de la pression en amont du radiateur d'air de suralimentation (non représenté) en aval du compresseur 8 et en fonction de la valeur de consigne de la pression à la sortie du compresseur 8. En particulier, on peut déterminer la valeur 10 de consigne de la pression en amont du radiateur d'air de suralimentation en fonction de la pression de consigne dans la conduite d'aspiration ps_c et de la chute de pression dans le radiateur d'air de suralimentation. En outre, à la place du seuil de pression de conduite d'aspiration ptnr_s, on peut également utiliser le passage entre les plages 15 des modes de fonctionnement comme seuil pour les autres grandeurs définissant la charge d'air, telles que par exemple le débit massique d'air. La chute de pression dans le radiateur d'air de suralimentation peut se déterminer en fonction du débit massique d'air 20 traversant le radiateur d'air de suralimentation ou d'une grandeur qui en dépend. Comme indication du débit massique d'air à travers le radiateur de l'air de suralimentation, on peut utiliser à la fois la valeur de consigne du débit massique d'air dans le radiateur d'air de suralimentation et aussi sa valeur réelle. L'indication concernant le 25 débit massique d'air dans le radiateur d'air de suralimentation, peut se déterminer dans un mode de fonctionnement stationnaire du moteur à combustion interne par la valeur réelle du débit massique d'air dans le radiateur d'air de suralimentation et la première grandeur pour un état de fonctionnement non stationnaire du moteur à combustion interne, 30 avec la valeur de consigne du débit massique d'air dans le radiateur d'air de suralimentation. En outre, on peut choisir le seuil de rapport de pression du volet d'étranglement Vtnr_v en fonction d'autres grandeurs du moteur, en particulier une demande minimale de débit massique d'air 35 nécessaire pour un remplissage correct du segment du système 14 d'alimentation en air 4 pour assurer une ventilation correcte du réservoir dans le segment du système d'alimentation en air 4 entre le volet d'étranglement 7 et le compresseur 8. Normalement, on choisit comme seuil pour le rapport de pression du volet d'étranglement Vtnr_v, s une valeur située dans une plage comprise entre 0,9 et 0,99 et en particulier la valeur donnée ci-dessus égale à 0,95. Pour avoir un débit massique plus grand pour la ventilation du réservoir, il faut un plus petit seuil pour le rapport de pression du volet d'étranglement Vtnr_v. Dans la plage A du mode de 10 fonctionnement en suralimentation, on peut alors fermer le volet d'étranglement 7 plus que nécessaire, c'est-à-dire étrangler encore plus que cela est le cas pour le passage fixé entre la zone S du mode de fonctionnement par rapport à la plage A du mode de fonctionnement en suralimentation. En même temps, le rendement de l'installation de 15 suralimentation 9 est réglé à l'aide du volet de dérivation 13 pour avoir la valeur de consigne du débit massique d'air passant sur le volet d'étranglement 7 et la pression de consigne dans la conduite d'aspiration ps_c. On aura ainsi une pression d'étranglement pndk plus faible en aval du volet d'étranglement 7 qui permet un plus grand débit 20 massique pour la ventilation du réservoir. La valeur de consigne maximale de la pression en sortie du compresseur 8, peut être obtenue en fonction d'une pression de consigne, maximale de la conduite d'aspiration ps_c et d'une chute de pression sur le radiateur d'air de suralimentation. 25 Suivant une variante, la valeur de consigne prédéfinie pour le point de fonctionnement actuel pour le rapport de pression du volet de dérivation Va_c, est prédéfinie en fonction de la valeur de consigne de la pression d'étranglement pndkcons en aval du volet d'étranglement 7 et de la pression pvd en amont du volet d'étranglement 30 7. Le rapport de pression du volet de dérivation Va peut donner le rapport de pression du volet d'étranglement pndk et de la pression en aval du compresseur 8. La valeur de consigne du débit massique d'air à travers le compresseur 8, peut se déterminer en fonction de la valeur de consigne 35 du débit volumique dans le compresseur 8. La valeur de consigne du

15 débit volumique dans le compresseur 8 se détermine à l'aide de la vitesse de rotation du compresseur et d'une valeur de consigne du rapport de pression du volet de dérivation Va_~ qui s'obtient par exemple à partir de la valeur de consigne de la pression en amont du radiateur d'air de suralimentation, c'est-à-dire directement à la sortie du compresseur 8 et de la valeur de consigne de la pression d'étranglement pndkcons. L'indication de la vitesse de rotation du compresseur 8, peut être une valeur de consigne et/ou la valeur réelle de la vitesse de rotation du compresseur 8.

La pression dans la conduite d'aspiration ps se règle par une régulation et la valeur de consigne du débit massique d'air se détermine en fonction d'une partie lente d'adaptation et d'une partie rapide de régulateur. La partie de régulateur se détermine de préférence à l'aide d'un régulateur PID (régulateur Propor- tionnel/Intégral/Différentiel) à partir de la différence de la pression dans la conduite d'aspiration ps et de la valeur de consigne de la pression dans la conduite d'aspiration ps_c. La partie adaptation est assurée de préférence par la partie intégration de la partie régulateur ; la partie adaptation est obtenue selon l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne 2. L'état de fonctionnement est par exemple indiqué par la vitesse de rotation et la pression de consigne de la conduite d'aspiration ps_c. Au passage de la plage S correspondant au mode de fonctionnement en aspiration à la plage A du mode de fonctionnement en suralimentation, en cas d'état de fonctionnement non stationnaire, c'est-à-dire en cas de changement rapide d'un point de fonctionnement de la plage S du mode en aspiration à un point de fonctionnement dans la plage A du mode en suralimentation, le volet de dérivation 13 peut tout d'abord rester plus ouvert que cela est prévu pour le point de fonctionnement souhaité dans la plage A du mode de fonctionnement en suralimentation. Mais on peut également prévoir que cette conception du passage de la plage du mode de fonctionnement en aspiration vers la plage A du mode de fonctionnement en suralimentation, ne subsiste toutefois que jusqu'à ce que le rapport ou la différence entre la valeur réelle de la pression de sortie du

16 compresseur et la valeur de consigne de la pression d'entrée du compresseur, c'est-à-dire la pression d'étranglement pndk en aval du volet d'étranglement 7, dépasse un seuil prédéfini pour le point de fonctionnement actuel. Ainsi, dans un cas dynamique pour lequel il faut passer de la plage S du mode de fonctionnement en aspiration à la plage A du mode de fonctionnement en suralimentation, l'air peut passer sur le volet de dérivation 13 en sens opposé. Cela permet un remplissage plus rapide et augmente ainsi la réponse dynamique du moteur à combustion interne 2. 15 1 2 5 3 4 5 6 7 10 8 9 12 13 15 17 16 pu ps_c pthr_s VVolet pndk pndk_min pndk_max pvd Famp VVolet_pc

pthr_V pndkcons Vd_c 17 NOMENCLATURE

système de moteur moteur à combustion interne cylindre système d'alimentation en air canal d'air orifice d'aspiration volet d'étranglement compresseur dispositif de suralimentation conduite de dérivation volet de dérivation unité de commande capteur de pression dans la conduite d'aspiration capteur de pression ambiante pression ambiante pression de consigne dans la conduite d'aspiration seuil de pression de la conduite d'aspiration rapport de pression du volet d'étranglement pression sur le volet d'étranglement pression minimale réglée sur le volet d'étranglement pression maximale réglée sur le volet d'étranglement pression en amont du volet d'étranglement coefficient d'amplification rapport de pression prédéfini de pleine charge du volet d'étranglement seuil du rapport de pression du volet d'étranglement pression de consigne du volet d'étranglement valeur de consigne du rapport de pression du volet de dérivation 35 2967469 i Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne équipé d'un système d'alimentation en air, s * ce système d'alimentation en air ayant un volet d'étranglement pour étrangler la veine d'air et en aval de celui-ci, un compresseur d'une installation de suralimentation pour pomper l'air, * le rendement de l'installation de suralimentation se réglant à l'aide d'une vanne de dérivation. io L'invention se rapporte également à un dispositif appliquant un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne pour régler une charge d'air souhaitée en commandant le volet d'étranglement et le dispositif de suralimentation. Etat de la technique ls De nombreux systèmes de moteur connus ont un volet de réglage pour commander la veine d'air comme par exemple un volet d'étranglement en aval du compresseur d'un dispositif de suralimentation. Le volet d'étranglement fonctionne alors comme organe de réglage principal de la charge (remplissage d'air). En variante, il 20 existe également des systèmes de moteur dans lesquels le volet d'étranglement est installé en amont du compresseur du dispositif de suralimentation. Ces systèmes de moteur nécessitent une stratégie de régulation particulière pour avoir un comportement dynamique suffisant, du fonctionnement d'un tel système de moteur. 25 Par exemple, selon le document DE 10 2008 022 214 B3, on connaît un procédé et un dispositif de commande d'un volet d'étranglement et d'un volet de dérivation dans un système d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne. En fonction d'une valeur de consigne de la pression d'alimentation en aval du 30 dispositif de suralimentation, on commande le volet d'étranglement, ou le volet de contournement servant à commander de manière variable le compresseur du dispositif de suralimentation pour avoir un débit massique d'air prédéfini dans les cylindres du moteur à combustion interne. On règle ainsi la valeur de consigne du rapport de pression du 35 volet d'étranglement comme rapport entre la pression en amont et la

2 pression en aval du volet d'étranglement et du volet de contournement en fonction d'une valeur de consigne du rapport de pression du volet de contournement comme rapport des pressions en amont et en aval du dispositif de suralimentation.

But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé et un dispositif de commande du volet d'étranglement et du dispositif de suralimentation d'un système d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne permettant de commander de manière plus précise le débit massique d'air dans les cylindres du moteur à combustion interne. L'invention a également pour but de développer le fonctionnement du moteur à combustion interne pour avoir un meilleur comportement dynamique.

Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé par les étapes suivantes : - déterminer une indication de charge de consigne du moteur à combustion interne qui constitue une indication pour régler la charge d'air du moteur à combustion interne, - gérer le moteur à combustion interne dans un premier mode de fonctionnement ou dans un second mode de fonctionnement selon l'indication de charge de consigne : * la charge d'air de consigne, à régler pour le fonctionnement du moteur à combustion interne dans le premier mode de fonctionnement se faisant principalement par le réglage de la position du volet d'étranglement pour un rendement constant de l'installation de suralimentation, notamment pour un rendement nul, et * dans le second mode de fonctionnement principalement par le réglage du rendement de l'installation de suralimentation en conservant un rapport de pression prédéfini, constant, par le volet d'étranglement. 3 L'invention a également pour objet un dispositif de gestion d'un moteur à combustion interne équipé d'un système d'alimentation en air, - le système d'alimentation en air étant équipé d'un volet s d'étranglement pour étrangler la veine d'air et en aval de celui-ci, d'un compresseur d'une installation de suralimentation pour pomper l'air, - le rendement de l'installation de suralimentation étant réglé à l'aide d'une soupape de dérivation, io dispositif réalisé pour - déterminer une indication de charge de consigne du moteur à combustion interne qui représente une indication pour régler une charge d'air du moteur à combustion interne, - gérer le moteur à combustion interne dans un premier mode de ls fonctionnement ou dans un second mode de fonctionnement suivant l'indication de charge de consigne, * la charge d'air à régler pour la gestion du moteur dans le premier mode de fonctionnement, étant donnée principalement par le réglage de la position du volet d'étranglement pour un rendement 20 constant de l'installation de suralimentation, notamment pour un rendement égal à o, et dans le second mode de fonctionnement, principalement par le réglage du rendement de l'installation de suralimentation pour le réglage du volet d'étranglement de façon à conserver un rapport de pression constant sur le volet 25 d'étranglement. Une caractéristique du procédé selon l'invention consiste à gérer ou faire fonctionner le moteur à combustion interne dans différents modes suivant une indication de consigne de charge d'air ; suivant la charge d'air demandée, le moteur à combustion interne 30 fonctionnera en aspiration (pression atmosphérique) en suralimentation. La valeur de consigne de la charge d'air (remplissage d'air) comme par exemple la valeur de consigne du débit massique d'air ou de la pression dans la tubulure d'aspiration, résulte d'une consigne externe et dépend aussi des conditions d'environnement ainsi que des 35 grandeurs d'état du moteur à combustion interne. Suivant le degré de

4 remplissage d'air de consigne, le moteur à combustion interne fonctionne en mode par aspiration selon lequel la charge d'air, réglée avec un dispositif de suralimentation pratiquement neutralisé, c'est-à-dire principalement par le réglage du volet d'étranglement ou en mode s de suralimentation selon lequel le volet d'étranglement est réglé sur un rapport de volet d'étranglement fixé, c'est-à-dire que l'on règle la pression en sortie du volet et la charge d'air se règle principalement en réglant le rendement de l'installation de suralimentation. Une telle répartition en différents modes de fonctionnement, permet de io commander de manière plus précise le débit massique d'air dans les cylindres du moteur à combustion interne. Le procédé décrit permet également de réduire au minimum les pertes par étranglement par le volet d'étranglement, ce qui optimise la consommation de carburant. De plus, le procédé selon l'invention permet de répondre ls à des prescriptions réglementaires en particulier celles relatives à la ventilation du réservoir avec des moyens simples, car entre le volet d'étranglement et le dispositif de suralimentation, la pression est réduite par rapport à la pression ambiante pratiquement pour tous les modes de fonctionnement. Pour une telle topologie de moteur, on peut 20 supprimer les points d'entrée doublés de la ventilation du réservoir. De plus, le procédé ci-dessus améliore la réponse dynamique du moteur à combustion interne lors du changement de charge. Cela se répercute d'une manière particulièrement bénéfique lors d'un changement de charge passant d'une petite charge et d'une faible 25 vitesse de rotation à de grandes charges. En outre, le bruit du compresseur du dispositif de suralimentation sera amorti, car le volet d'étranglement ne sera pas complètement ouvert pour la plus grande partie de la plage de fonctionnement du moteur à combustion interne. Si comme capteur principal de remplissage, on utilise un 30 capteur massique à film chaud, son signal ne sera pas influencé pendant le mode de fonctionnement en suralimentation ou ne le sera que très faiblement, car le volet d'étranglement ne sera pas complètement ouvert ce qui amortit les pulsations produites. Suivant une caractéristique, l'indication de charge 35 (remplissage), correspond à une pression de consigne dans la conduite - 2967469 d'aspiration qu'il faut régler dans le segment du système d'alimentation en air, en aval du compresseur. Selon le premier mode de fonctionnement, le volet d'étranglement est positionné (réglé) pour régler un rapport de pression 5 de volet d'étranglement dépendant de l'indication de charge de consigne ou de la pression d'étranglement dépendant de l'indication de charge de consigne, comme pression sur le côté sortie du volet d'étranglement ; dans le second mode de fonctionnement, le volet d'étranglement est positionné (réglé) pour avoir un rapport de pression sur le volet d'étranglement dépendant de l'indication de charge de consigne ou d'une pression d'étranglement dépendant de l'indication de charge de consigne, comme pression en aval du volet d'étranglement. Suivant un développement, dans le cas d'une indication de charge de consigne dans la plage prédéfinie de pleine charge entre une pression prédéfinie de pleine charge de la conduite d'aspiration et une pression maximale de conduite d'aspiration, le moteur à combustion interne fonctionnera dans un troisième mode de fonctionnement pour lequel une augmentation de l'indication de consigne de charge se traduit par une augmentation du rapport de la pression du volet d'étranglement ou de la pression d'étranglement et par une augmentation du rendement de l'installation de suralimentation. Le passage entre le premier mode de fonctionnement et le second mode de fonctionnement est défini par la prédéfinition d'un seuil pour le rapport de pression de volet d'étranglement ou d'un seuil pour la pression d'étranglement ou d'un seuil pour la pression dans la conduite d'aspiration. En outre, en cas de variation de l'indication de consigne de charge qui correspond à un changement d'un point de fonctionnement selon le premier mode de fonctionnement à un point de fonctionnement selon le second mode de fonctionnement, on conserve inchangé le rendement de l'installation de suralimentation jusqu'à ce que le rapport ou la différence entre la valeur réelle de la pression, côté sortie du compresseur, et la valeur de consigne de la pression, côté entrée du compresseur, dépasse un seuil prédéfini pour le point de fonctionnement actuel. 6 Selon une autre caractéristique, l'invention a pour objet un dispositif de gestion d'un moteur à combustion interne équipé d'un système d'alimentation en air comme cela a été indiqué ci-dessus. Suivant une autre caractéristique, l'invention a pour s objet un système de moteur équipé d'un moteur à combustion interne et d'un dispositif de gestion du moteur. Enfin, suivant une autre caractéristique, l'invention a pour objet un produit programme d'ordinateur avec un code programme qui, lorsqu'il est exécuté par une unité de traitement de données, io applique le procédé défini ci-dessus. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de procédé de gestion d'un moteur thermique selon l'invention représenté dans les dessins annexés dans ls lesquels : - la figure 1 montre schématiquement un système de moteur équipé d'un moteur à combustion interne recevant de l'air par un système d'alimentation en air, - la figure 2 montre un ordinogramme explicitant le procédé de gestion 20 du système de moteur de la figure 1, - la figure 3 est un diagramme montrant la stratégie de commande de l'installation commandant le volet d'étranglement du système de moteur de la figure 1. Description de modes de réalisation de l'invention 25 La figure 1 montre schématiquement un système de moteur 1 comprenant un moteur à combustion interne 2 qui, dans le présent exemple, est un moteur à quatre cylindres 3. Le nombre de cylindres 3 n'a qu'une importance mineure dans la présente invention qui peut se rapporter à des moteurs à combustion interne ayant un 30 autre nombre de cylindres 3. Le moteur à combustion interne 3 reçoit de l'air par un système d'alimentation en air 4. Le système d'alimentation en air 4 comporte une conduite d'air 5 par laquelle l'air ambiant est aspiré par un orifice d'aspiration 6. L'air ambiant passe tout d'abord sur un volet 35 d'étranglement 7 et ensuite dans le compresseur 8 d'une installation de 7 suralimentation 9 pour arriver dans les cylindres 3 du moteur 2. En d'autres termes, le système de moteur 1 a une topologie selon laquelle le volet d'étranglement 7 est installé en amont du dispositif de suralimentation 9. Le compresseur 8 du dispositif de suralimentation 9 s est entraîné par exemple mécaniquement par couplage direct sur l'arbre de sortie du moteur à combustion interne 2. On prélève ainsi de la puissance du moteur à combustion interne pour fournir l'énergie entraînant le compresseur 8. Le côté entrée et le côté sortie du compresseur 8 sont reliés par une conduite de dérivation 12 équipée io d'un volet d'étranglement 13 commandé de manière variable pour régler le rendement du dispositif de suralimentation 9 ; cela consiste à régler le volet de dérivation 13 pour régler la puissance effective de compression du dispositif de suralimentation 9, c'est-à-dire son rendement. Bien que le compresseur 8 soit couplé solidairement au ls vilebrequin, une partie de la pression fournie par le compresseur, est renvoyée par la conduite de dérivation 12 à l'entrée du compresseur 8, de sorte que l'air circule en partie. La fraction d'air en circulation par rapport à la quantité d'air qui donne la pression dans la conduite d'admission, se règle à l'aide du volet de dérivation 13. 20 Le moteur à combustion interne 2 est de préférence un moteur à essence de sorte que le couple qu'il fournit se commande par le remplissage d'air (charge d'air) dans les cylindres 3. En fonction de la charge d'air pour un rapport prédéfini, souhaité, carburant/air, notamment en prédéfinissant un rapport de carburant stoechiométrique 25 pour Lambda = 1, on dimensionne la quantité de carburant à fournir aux cylindres et le carburant peut être injecté dans les cylindres 3 du moteur 2 par injection directe, ou par injection dans la conduite d'aspiration, dans le segment du système d'alimentation en air 4 compris entre le compresseur 8 et les soupapes d'admission (non 30 représentées) du moteur à combustion interne 2. La charge d'air correspond pour le fonctionnement du moteur 2, à un débit massique d'air permanent arrivant au moteur 2 par le système d'alimentation en air 4. Une unité de commande 15 assure la commande du 35 système de moteur 1. Cette unité règle l'alimentation en air du moteur à 8 combustion interne 2 en fonction des grandeurs d'état et de consignes externes, telles que par exemple la consigne correspondant au couple souhaité par le conducteur. Les grandeurs d'état avec lesquelles l'unité de commande 15 détermine les réglages appropriés du volet s d'étranglement 7 et du volet de dérivation 13, peuvent être en plus de la pression ambiante, la pression dans le segment du système d'alimentation en air 4 compris entre le volet d'étranglement 7 et le compresseur 8, ainsi que la pression dans le segment de conduite d'aspiration en aval du compresseur 8, c'est-à-dire dans le segment du io système d'alimentation en air 4 compris entre le compresseur 8 et les soupapes d'admission des cylindres 3 du moteur à combustion interne 2. Comme grandeurs d'état on peut également tenir compte de la vitesse de rotation, de la charge demandée au moteur ainsi que d'autres paramètres. ls Pour mesurer les pressions telles que par exemple la pression ambiante (pu) et la pression dans la conduite d'aspiration du segment de conduite d'aspiration du système d'alimentation en air 4 en aval du compresseur 8, on utilise des capteurs de pression à savoir, le capteur de pression ambiante 16 et le capteur de pression de conduite 20 d'aspiration 17. Pour détecter le débit massique instantané d'air, on utilise un capteur de débit massique d'air à film chaud 18 installé en amont du volet d'étranglement 7. La figure 2 montre un ordinogramme explicitant un procédé de gestion du système de moteur 1 de la figure 1. Selon le 25 procédé ainsi présenté, le moteur à combustion interne 2 est commandé pour fonctionner selon deux modes de fonctionnement. Dans un premier mode de fonctionnement, appelé mode de fonctionnement par aspiration, le débit massique d'air fourni au moteur à combustion interne 2, provient totalement, c'est-à-dire essentiellement par le réglage 30 du volet d'étranglement 7, alors que le volet de dérivation 13 est complètement ou pratiquement complètement ouvert. Du fait de l'ouverture totale du volet de dérivation 13, il n'y a pas de différence de pression significative entre le côté entrée et le côté sortie du compresseur 8. Globalement, en mode d'aspiration, le moteur 35 thermique 2 fonctionne comme un moteur à combustion interne usuel.

Dans le second mode de fonctionnement qui correspond à un mode de fonctionnement avec suralimentation, du fait de la fermeture totale ou partielle du volet de dérivation 13, le débit massique d'air est fourni en grande partie par la puissance volumétrique du s compresseur 8. Le volet d'étranglement 7 qui n'est pas totalement ouvert, régule la puissance volumétrique en ce que le volet s'oppose à l'effet d'aspiration du compresseur 8. Pendant le mode de fonctionnement avec suralimentation, le volet d'étranglement 7 est réglé pour que la pression côté entrée du compresseur 8 soit pratiquement io constante. De manière détaillée, dans l'étape S1, on demande si une pression de consigne de conduite d'aspiration ps_c est souhaitée, c'est-à-dire si la pression entre le compresseur 8 et les soupapes d'admission des cylindres 3, est inférieure à un seuil de pression de conduite ls d'aspiration prévu ptnr_s. La pression d'aspiration de consigne ps_c résulte du débit massique d'air souhaité dans les cylindres 3 et qui est déterminé par l'unité de commande, de manière connue en fonction d'un couple de consigne. Si la pression de consigne dans la conduite d'aspiration 20 ps_c est inférieure au seuil de pression d'aspiration, prévu ptnr_s (alternative: oui), alors dans l'étape S2, on fait fonctionner le moteur à combustion interne en mode d'aspiration. En mode d'aspiration, le compresseur 8 est pratiquement neutralisé en ce que le volet de dérivation 13 est complètement ouvert, de sorte que le compresseur 8 25 ne peut établir de pression dans le segment de conduite d'aspiration. Le débit massique d'air demandé pour le remplissage des cylindres 3 du moteur à combustion interne 2, est réglé exclusivement dans ce mode de réalisation, par la position du volet d'étranglement 7, comme cela est connu pour les moteurs à essence, actuels. 30 Lorsque la pression de consigne ps_c demandée atteint ou dépasse le seuil de pression de conduite d'aspiration ptnr_s (alternative: non), alors le moteur à combustion interne fonctionne en mode suralimenté. Le mode suralimenté appliqué dans l'étape S3 consiste à maintenir constant le rapport de pression sur le volet d'étranglement 35 Vvoiet et régler le volet de dérivation 13 pour régler le rendement de 2967469 io l'installation de suralimentation 9 pour fournir le débit massique d'air demandé au moteur à combustion interne 2. Le rapport de pression de volet d'étranglement Vvoiet, correspond au rapport de la pression en amont du volet d'étranglement 7 (qui correspond pour l'essentiel à la s pression ambiante pu) et de la pression du volet pndk en aval du volet d'étranglement 7. La pression pndk en sortie du volet d'étranglement 7, correspond dans le mode de fonctionnement avec conduite d'aspiration, pratiquement à la pression de la conduite d'aspiration ps, car le compresseur 8 du dispositif de suralimentation 9, est pratiquement io passif du fait que le volet de dérivation 13 est complètement ouvert. Dans une variante de réalisation, dans la plage de pleine charge qui fait suite à la plage du mode avec suralimentation, le volet de dérivation 13 étant complètement fermé, alors le volet d'étranglement 7 est complètement ouvert à partir de la position qui définit le rapport de ls pression prédéfini du volet d'étranglement Vvoiet, pour avoir la puissance maximale. La plage du mode de fonctionnement avec suralimentation dans laquelle le volet d'étranglement 7 est complètement ouvert, est calibrée en particulier le seuil de pression de la conduite d'aspiration pthr_s est prédéfini de manière spécifique suivant l'application. 20 La requête de l'étape S1 est répétée cycliquement et de manière appropriée pour sélectionner le mode de fonctionnement en aspiration et le mode de fonctionnement en suralimentation, suivant la pression d'aspiration de consigne ps_c. La figure 3 montre schématiquement le mode de 25 fonctionnement avec aspiration, le mode de fonctionnement avec suralimentation et le mode de fonctionnement en pleine charge suivant la pression de consigne d'aspiration ps_c qui représente la charge (remplissage) des cylindres 3 du moteur à combustion interne 2. Dans la plage S du mode de fonctionnement avec 30 aspiration, suivant la pression de consigne de la conduite d'aspiration ps_c, à régler, on règle le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet pour avoir la pression pndk à la sortie du volet d'étranglement 7. La relation entre le rapport de pression du volet d'étranglement prédéfinie Vvoiet et la pression de conduite d'aspiration à 35 régler ps_c est en général linéaire mais cette relation peut avoir d'autres ii formes. Le trait interrompu K2 représente la position du volet d'étranglement 7 pour avoir le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet correspondant qui est représenté par la courbe K1. La courbe K1 donne la pression d'étranglement pndk sur le côté de s sortie du volet d'étranglement 7 et commence par la pression pndk min, réglable qui dépend du point de fonctionnement et en particulier du débit massique d'air. La pression maximale du volet d'étranglement pndk_max correspond à la pression pvd en amont du volet d'étranglement ; elle est la pression que l'on a lorsque le volet io d'étranglement 7 est complètement ouvert. En particulier, on peut déterminer la pression pvd en amont du volet d'étranglement en fonction de la pression ambiante (pu) et de la chute de pression dans le filtre à air (non représenté). Si la pression de consigne de la conduite d'aspiration ls ps_c, requise dépasse le seuil de pression de conduite d'aspiration ptnr_s qui a été par exemple prédéfini de manière fixe ou qui peut dépendre de la pression pvd en amont du volet d'étranglement ainsi que d'un coefficient d'amplification F.np, tel que par exemple 0,95 x pvd x Famp, alors le moteur à combustion interne 2 continue de fonctionner en 20 suralimentation. Dans le mode en suralimentation, le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet, c'est-à-dire la pression pndk en sortie du volet d'étranglement 7, est pratiquement bloquée et maintenue à une valeur constante. Le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet peut par exemple correspondre à la valeur du rapport de pression 25 du volet d'étranglement Vvoiet lorsqu'on atteint une pression dans la conduite d'aspiration qui correspond au seuil de pression de conduite d'aspiration ptnr_s. Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, le rapport de pression du volet d'étranglement est égal à 0,95. La courbe K3 représente la position du volet de dérivation 30 13 dans la conduite de dérivation 12 du compresseur 8. On reconnaît que le mode de fonctionnement en suralimentation commence au passage dans la zone A ; le volet de dérivation 13 est déplacé de son état complètement ouvert en direction de sa position de fermeture ce qui augmente le débit du compresseur 8 car on réduit la fraction de la 35 quantité d'air en circulation. La position du volet de dérivation 13 est 12 celle qui correspond au débit massique d'air nécessaire pour réaliser le remplissage de consigne des cylindres 3. En même temps, le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet est maintenu constant pendant le mode de fonctionnement en suralimentation ce qui se traduit par un s réglage modifié de manière correspondante de la position du volet d'étranglement 7 (courbe K2). La courbe K2 indique dans la zone A du mode de fonctionnement en suralimentation, la position du volet d'étranglement 7 associé à la charge d'air requise (celle-ci est associée principalement au débit massique d'air, c'est-à-dire à la pression dans 10 la conduite d'aspiration). Bien que le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet soit constant, la position du volet d'étranglement 7 s'est déplacée vers les plus grandes pressions de consigne de conduite d'aspiration ps_c car le débit massique d'air fourni, augmente. Dans la plage V correspondant au mode de 15 fonctionnement en pleine charge qui fait suite aux pressions plus élevées de la conduite d'aspiration ps qui rejoint la plage A du mode de fonctionnement en suralimentation par une pression prédéfinie de conduite d'aspiration en pleine charge, le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet ne peut continuer d'augmenter qu'à partir de la 20 valeur constante, par exemple de manière linéaire jusqu'à ce que le volet d'étranglement 7 soit complètement ouvert. On peut également fermer plus le volet de dérivation 13 pour avoir le débit massique d'air maximum. En principe, on peut appliquer librement l'instant auquel dans la plage V du mode de fonctionnement en pleine charge, le rapport 25 de pression du volet d'étranglement Vvoiet, à partir du passage de la zone A du mode de fonctionnement en suralimentation à la plage V du mode de fonctionnement en pleine charge pour le rapport de pression du volet d'étranglement Vvoiet, de pleine charge, prédéfini augmente jusqu'à 1 ou pratiquement jusqu'à 1. A la place de la pression prédéfinie dans la 30 conduite d'aspiration, en pleine charge, on peut également prédéfinir le passage dans la plage V par un rapport prédéfini du volet d'étranglement en pleine charge Vvoiet_pe. A la place du seuil de pression dans la conduite d'aspiration ptnr_s qui définit le passage entre la plage S correspondant 35 au mode de fonctionnement en aspiration à la plage A correspondant au 13 mode de fonctionnement avec suralimentation, le seuil peut également être prédéfini comme seuil du rapport de pression du volet d'étranglement Vtnr_v. Le seuil pour le rapport de pression du volet d'étranglement Vtnr_v peut être prédéfini en fonction de la pression s maximale de consigne de la conduite d'aspiration ps_c en sortie du compresseur 8, notamment en fonction de la pression en amont du radiateur d'air de suralimentation (non représenté) en aval du compresseur 8 et en fonction de la valeur de consigne de la pression à la sortie du compresseur 8. En particulier, on peut déterminer la valeur 10 de consigne de la pression en amont du radiateur d'air de suralimentation en fonction de la pression de consigne dans la conduite d'aspiration ps_c et de la chute de pression dans le radiateur d'air de suralimentation. En outre, à la place du seuil de pression de conduite d'aspiration ptnr_s, on peut également utiliser le passage entre les plages 15 des modes de fonctionnement comme seuil pour les autres grandeurs définissant la charge d'air, telles que par exemple le débit massique d'air. La chute de pression dans le radiateur d'air de suralimentation peut se déterminer en fonction du débit massique d'air 20 traversant le radiateur d'air de suralimentation ou d'une grandeur qui en dépend. Comme indication du débit massique d'air à travers le radiateur de l'air de suralimentation, on peut utiliser à la fois la valeur de consigne du débit massique d'air dans le radiateur d'air de suralimentation et aussi sa valeur réelle. L'indication concernant le 25 débit massique d'air dans le radiateur d'air de suralimentation, peut se déterminer dans un mode de fonctionnement stationnaire du moteur à combustion interne par la valeur réelle du débit massique d'air dans le radiateur d'air de suralimentation et la première grandeur pour un état de fonctionnement non stationnaire du moteur à combustion interne, 30 avec la valeur de consigne du débit massique d'air dans le radiateur d'air de suralimentation. En outre, on peut choisir le seuil de rapport de pression du volet d'étranglement Vtnr_v en fonction d'autres grandeurs du moteur, en particulier une demande minimale de débit massique d'air 35 nécessaire pour un remplissage correct du segment du système 14 d'alimentation en air 4 pour assurer une ventilation correcte du réservoir dans le segment du système d'alimentation en air 4 entre le volet d'étranglement 7 et le compresseur 8. Normalement, on choisit comme seuil pour le rapport de pression du volet d'étranglement Vtnr_v, s une valeur située dans une plage comprise entre 0,9 et 0,99 et en particulier la valeur donnée ci-dessus égale à 0,95. Pour avoir un débit massique plus grand pour la ventilation du réservoir, il faut un plus petit seuil pour le rapport de pression du volet d'étranglement Vtnr_v. Dans la plage A du mode de 10 fonctionnement en suralimentation, on peut alors fermer le volet d'étranglement 7 plus que nécessaire, c'est-à-dire étrangler encore plus que cela est le cas pour le passage fixé entre la zone S du mode de fonctionnement par rapport à la plage A du mode de fonctionnement en suralimentation. En même temps, le rendement de l'installation de 15 suralimentation 9 est réglé à l'aide du volet de dérivation 13 pour avoir la valeur de consigne du débit massique d'air passant sur le volet d'étranglement 7 et la pression de consigne dans la conduite d'aspiration ps_c. On aura ainsi une pression d'étranglement pndk plus faible en aval du volet d'étranglement 7 qui permet un plus grand débit 20 massique pour la ventilation du réservoir. La valeur de consigne maximale de la pression en sortie du compresseur 8, peut être obtenue en fonction d'une pression de consigne, maximale de la conduite d'aspiration ps_c et d'une chute de pression sur le radiateur d'air de suralimentation. 25 Suivant une variante, la valeur de consigne prédéfinie pour le point de fonctionnement actuel pour le rapport de pression du volet de dérivation Va_c, est prédéfinie en fonction de la valeur de consigne de la pression d'étranglement pndkcons en aval du volet d'étranglement 7 et de la pression pvd en amont du volet d'étranglement 30 7. Le rapport de pression du volet de dérivation Va peut donner le rapport de pression du volet d'étranglement pndk et de la pression en aval du compresseur 8. La valeur de consigne du débit massique d'air à travers le compresseur 8, peut se déterminer en fonction de la valeur de consigne 35 du débit volumique dans le compresseur 8. La valeur de consigne du

15 débit volumique dans le compresseur 8 se détermine à l'aide de la vitesse de rotation du compresseur et d'une valeur de consigne du rapport de pression du volet de dérivation Va_~ qui s'obtient par exemple à partir de la valeur de consigne de la pression en amont du radiateur d'air de suralimentation, c'est-à-dire directement à la sortie du compresseur 8 et de la valeur de consigne de la pression d'étranglement pndkcons. L'indication de la vitesse de rotation du compresseur 8, peut être une valeur de consigne et/ou la valeur réelle de la vitesse de rotation du compresseur 8.

La pression dans la conduite d'aspiration ps se règle par une régulation et la valeur de consigne du débit massique d'air se détermine en fonction d'une partie lente d'adaptation et d'une partie rapide de régulateur. La partie de régulateur se détermine de préférence à l'aide d'un régulateur PID (régulateur Propor- tionnel/Intégral/Différentiel) à partir de la différence de la pression dans la conduite d'aspiration ps et de la valeur de consigne de la pression dans la conduite d'aspiration ps_c. La partie adaptation est assurée de préférence par la partie intégration de la partie régulateur ; la partie adaptation est obtenue selon l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne 2. L'état de fonctionnement est par exemple indiqué par la vitesse de rotation et la pression de consigne de la conduite d'aspiration ps_c. Au passage de la plage S correspondant au mode de fonctionnement en aspiration à la plage A du mode de fonctionnement en suralimentation, en cas d'état de fonctionnement non stationnaire, c'est-à-dire en cas de changement rapide d'un point de fonctionnement de la plage S du mode en aspiration à un point de fonctionnement dans la plage A du mode en suralimentation, le volet de dérivation 13 peut tout d'abord rester plus ouvert que cela est prévu pour le point de fonctionnement souhaité dans la plage A du mode de fonctionnement en suralimentation. Mais on peut également prévoir que cette conception du passage de la plage du mode de fonctionnement en aspiration vers la plage A du mode de fonctionnement en suralimentation, ne subsiste toutefois que jusqu'à ce que le rapport ou la différence entre la valeur réelle de la pression de sortie du

16 compresseur et la valeur de consigne de la pression d'entrée du compresseur, c'est-à-dire la pression d'étranglement pndk en aval du volet d'étranglement 7, dépasse un seuil prédéfini pour le point de fonctionnement actuel. Ainsi, dans un cas dynamique pour lequel il faut passer de la plage S du mode de fonctionnement en aspiration à la plage A du mode de fonctionnement en suralimentation, l'air peut passer sur le volet de dérivation 13 en sens opposé. Cela permet un remplissage plus rapide et augmente ainsi la réponse dynamique du moteur à combustion interne 2. 15 1 2 5 3 4 5 6 7 10 8 9 12 13 15 17 16 pu ps_c pthr_s VVolet pndk pndk_min pndk_max pvd Famp VVolet_pc

pthr_V pndkcons Vd_c 17 NOMENCLATURE

système de moteur moteur à combustion interne cylindre système d'alimentation en air canal d'air orifice d'aspiration volet d'étranglement compresseur dispositif de suralimentation conduite de dérivation volet de dérivation unité de commande capteur de pression dans la conduite d'aspiration capteur de pression ambiante pression ambiante pression de consigne dans la conduite d'aspiration seuil de pression de la conduite d'aspiration rapport de pression du volet d'étranglement pression sur le volet d'étranglement pression minimale réglée sur le volet d'étranglement pression maximale réglée sur le volet d'étranglement pression en amont du volet d'étranglement coefficient d'amplification rapport de pression prédéfini de pleine charge du volet d'étranglement seuil du rapport de pression du volet d'étranglement pression de consigne du volet d'étranglement valeur de consigne du rapport de pression du volet de dérivation 35

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1» Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (2) équipé d'un système d'alimentation en air (4), * ce système d'alimentation en air (4) ayant un volet d'étranglement (7) s pour étrangler la veine d'air et en aval de celui-ci, un compresseur (8) d'une installation de suralimentation (9) pour pomper l'air, * le rendement de l'installation de suralimentation (9) se réglant à l'aide d'une vanne de dérivation (13), procédé caractérisé par les étapes suivantes consistant à : 10 - déterminer une indication de charge de consigne du moteur à combustion interne (2) qui constitue une indication pour régler la charge d'air du moteur à combustion interne (2), et - gérer le moteur à combustion interne (2) dans un premier mode de fonctionnement ou dans un second mode de fonctionnement selon 15 l'indication de charge de consigne : * la charge d'air de consigne, à régler pour le fonctionnement du moteur à combustion interne (2) dans le premier mode de fonctionnement, se faisant principalement par le réglage de la position du volet d'étranglement (7) pour un rendement constant 20 de l'installation de suralimentation (9), notamment pour un rendement égal à o, et * dans le second mode de fonctionnement principalement par le réglage du rendement de l'installation de suralimentation (9) en conservant un rapport de pression prédéfini, constant, sur le 25 volet d'étranglement (7). 2» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'indication de charge correspond à une pression de consigne dans la 30 conduite d'aspiration qui est à régler dans un segment du système d'alimentation en air (4) en aval du compresseur (8). 3» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que19 - dans le premier mode de fonctionnement, le volet d'étranglement (7) est réglé pour avoir un rapport de pression du volet d'étranglement dépendant de l'indication de charge de consigne ou une pression d'étranglement (pndk) dépendant de l'indication de charge de s consigne comme pression côté sortie du volet d'étranglement (7), - dans le second mode de fonctionnement, le volet d'étranglement (7) est réglé pour avoir un rapport de pression du volet d'étranglement dépendant de l'indication de charge de consigne ou une pression d'étranglement (pndk) dépendant de l'indication de charge de 10 consigne comme pression en aval du volet d'étranglement (7). 4» Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour une indication de charge de consigne située dans une plage de 15 pleine charge, prédéfinie, entre une pression prédéfinie de conduite d'aspiration en pleine charge et d'une pression maximale de conduite d'aspiration, le moteur à combustion interne (2) fonctionne dans un troisième mode de fonctionnement pour lequel une augmentation de l'indication de charge de consigne se traduit par une augmentation du 20 rapport de pression du volet d'étranglement ou de la pression d'étranglement (pndk) et par une augmentation du rendement de l'installation de suralimentation (9). 5» Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, 25 caractérisé en ce que le passage entre le premier mode de fonctionnement et le second mode de fonctionnement, est défini par la définition d'un seuil pour le rapport de pression du volet d'étranglement ou d'un seuil pour la pression d'étranglement (pndk) ou encore un seuil de pression de conduite 30 d'aspiration. 6» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour une variation d'indication de charge de consigne qui indique un 35 passage d'un point de fonctionnement dans le premier mode de20 fonctionnement à un point de fonctionnement dans le second mode de fonctionnement, on conserve inchangé le rendement de l'installation de suralimentation (9) jusqu'à ce que le rapport ou la différence entre la valeur réelle de la pression côté sortie du compresseur (8) et la valeur de s consigne de la pression côté entrée du compresseur (8), dépasse un seuil prédéfini pour le point de fonctionnement actuel. 7» Dispositif de gestion d'un moteur à combustion interne (2) équipé d'un système d'alimentation en air (4), io - le système d'alimentation en air (4) étant équipé d'un volet d'étranglement (7) pour étrangler la veine d'air et en aval de celui-ci, d'un compresseur (8) d'une installation de suralimentation (9) pour pomper l'air, - le rendement de l'installation de suralimentation (9) étant réglé à ls l'aide d'une soupape de dérivation (13), dispositif réalisé pour - déterminer une indication de charge de consigne du moteur à combustion interne (2) qui représente une indication pour régler une charge d'air du moteur à combustion interne (2), 20 - gérer le moteur à combustion interne (2) dans un premier mode de fonctionnement ou dans un second mode de fonctionnement suivant l'indication de charge de consigne, * la charge d'air à régler pour la gestion du moteur (2) dans le premier mode de fonctionnement, étant donnée principalement 25 par le réglage de la position du volet d'étranglement (7) pour un rendement constant de l'installation de suralimentation (9), notamment pour un rendement égal à o, et dans le second mode de fonctionnement, principalement par le réglage du rendement de l'installation de suralimentation (9) pour le réglage du volet 30 d'étranglement (7) de façon à conserver un rapport de pression constant sur le volet d'étranglement (7). 8» Système de moteur (1) équipé d'un moteur à combustion interne (2) et d'un dispositif selon la revendication 7, réalisé pour : 2021 - déterminer une indication de charge de consigne du moteur à combustion interne (2) qui représente une indication pour régler une charge d'air du moteur à combustion interne (2), et - gérer le moteur à combustion interne (2) dans un premier mode de 5 fonctionnement ou dans un second mode de fonctionnement suivant l'indication de charge de consigne, * la charge d'air à régler pour la gestion du moteur à combustion interne (2) dans le premier mode de fonctionnement, étant donnée principalement par le réglage de la position du volet 10 d'étranglement (7) pour un rendement constant de l'installation de suralimentation (9), notamment pour un rendement égal à o, et dans le second mode de fonctionnement, principalement par le réglage du rendement de l'installation de suralimentation (9) pour le réglage du volet d'étranglement (7) de façon à conserver un 15 rapport de pression constant sur le volet d'étranglement (7). 9» Produit programme d'ordinateur comportant un code programme qui, lorsqu'il est exécuté par une unité de traitement de données, applique un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 25