FR3064678A1 - Procede et systeme d'estimation de la condensation d'un refroidisseur d'air de suralimentation dans un moteur a combustion interne de vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

Procédé d'estimation de la condensation d'un refroidisseur d'air de suralimentation (28) dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant un collecteur d'admission d'air frais (14), un collecteur d'échappement (16), un système de turbocompression (18) comportant une turbine (24) entraînée par les gaz d'échappement et un compresseur (26) monté sur le même axe que la turbine (24) et assurant une compression de l'air et un système de recirculation des gaz d'échappement. On calcule la température (TWCAC) de la paroi du refroidisseur d'air de suralimentation et on estime le risque de condensation dans ledit refroidisseur en fonction de ladite température calculée.

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 064 678 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 17 52639
COURBEVOIE © IntCI8 : F 02 B 77/08 (2017.01), F 02 B 29/04, F 02 M 31/20
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 29.03.17. (© Demandeur(s) : RENAULT S.A.S Société par actions
(© Priorité : simplifiée — FR.
@ Inventeur(s) : GUEROUT ROMAIN.
©) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 05.10.18 Bulletin 18/40.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux (73) Titulaire(s) : RENAULT S.A.S Société par actions sim-
apparentés : plifiée.
©) Demande(s) d’extension : (© Mandataire(s) : CASALONGA.
DE
FR 3 064 678 - A1
PROCEDE ET SYSTEME D'ESTIMATION DE LA CONDENSATION D'UN REFROIDISSEUR D'AIR SURALIMENTATION DANS UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE DE VEHICULE AUTOMOBILE.
_ Procédé d'estimation de la condensation d'un refroidisseur d'air de suralimentation (28) dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant un collecteur d'admission d'air frais (14), un collecteur d'échappement (16), un système de turbocompression (18) comportant une turbine (24) entraînée par les gaz d'échappement et un compresseur (26) monté sur le même axe que la turbine (24) et assurant une compression de l'air et un système de recirculation des gaz d'échappement.
On calcule la température (TWCAC) de la paroi du refroidisseur d'air de suralimentation et on estime le risque de condensation dans ledit refroidisseur en fonction de ladite température calculée.
Figure FR3064678A1_D0001
Figure FR3064678A1_D0002
Figure FR3064678A1_D0003
Procédé et système d’estimation de la condensation d’un refroidisseur d’air de suralimentation dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile
La présente invention concerne le domaine des moteurs à combustion interne, notamment pour véhicules automobiles, comportant un système de recirculation partielle des gaz d’échappement.
Les normes d’émission de polluants des moteurs à combustion interne tels que les moteurs diesel étant de plus en plus strictes, ces moteurs sont généralement conçus avec des systèmes de recirculation de gaz d’échappement, dit en termes anglo-saxons « Exhaust Gas Recirculation » ou « EGR ». De tels systèmes EGR comprennent, généralement, un circuit de recirculation pour le conduit haute pression prélevant les gaz d’échappement en amont de la turbine du turbo-compresseur, un circuit de recirculation pour le conduit basse pression prélevant les gaz d’échappement en aval d’un organe de dépollution de la ligne d’échappement, et un échangeur thermique afin de refroidir les gaz présents dans le circuit de recirculation basse pression et de les réinjecter en entrée du moteur.
Plus particulièrement, la présente invention concerne les système de recirculation de gaz comprenant un refroidisseur d’air de suralimentation à eau froide, ou Water Charge Air Cooler (W-CAC) en termes anglo-saxons, situé en aval du compresseur du système de turbocompresseur et en amont du collecteur d’amission.
Afin de passer les normes de dépollution, les moteurs Diesel peuvent être contraints d’utiliser le circuit de recirculation de gaz basse pression à froid. Or, le circuit de recirculation de gaz basse pression contient des gaz brûlés chargés en eau. Ainsi, lorsque le moteur est froid, il y a un risque de condensation de l’eau présente dans le système de recirculation de gaz au niveau du refroidisseur d’air de suralimentation.
Afin d’éviter un tel phénomène de condensation, le moteur fonctionne avec le circuit de recirculation de gaz haute pression en attendant que la température de la ligne d’amission atteigne une valeur de seuil permettant d’éviter la condensation dans le refroidisseur d’air de suralimentation.
On peut se référer à cet égard au document US 9 416 740 - Al (Ford) qui propose un procédé pour estimer la masse d’eau condensée dans un refroidisseur d’air de suralimentation à partir de données des capteurs en amont et en aval dudit refroidisseur.
Le document US 2014/120820 - Al (Ford) décrit un procédé permettant de réduire la corrosion d'un refroidisseur d'air de suralimentation et de réduire les ratés d'allumage dûs à la formation de condensât en fonction de la température de sortie du refroidisseur d'air de charge qui permet de commander le fonctionnement du ventilateur électrique et l'ouverture du volet d’amission d’air.
Toutefois, de tels procédés nécessitent l’intégration de capteurs et ne permettent pas de commander le refroidisseur d’air de suralimentation de manière précise.
L’invention vise à prévoir un procédé et système permettant d’estimer le risque de formation de condensation dans le refroidisseur d’air de suralimentation, sans être intrusif dans la régulation du système de recirculation de gaz, et ainsi être facilement mis en œuvre dans les systèmes existants.
L’invention a pour objet un procédé d’estimation de la condensation d’un refroidisseur d’air de suralimentation dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant un collecteur d’admission d’air frais, un collecteur d’échappement, un système de turbo-compression comportant une turbine entraînée par les gaz d’échappement et un compresseur monté sur le même axe que la turbine et assurant une compression de l’air et un système de recirculation des gaz d’échappement.
Dans le procédé selon l’invention, on calcule la température de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation et on estime le risque de condensation dans ledit refroidisseur en fonction de ladite température calculée.
Avantageusement, pour calculer la température de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation, on calcule le débit d’air en fonction de la masse d’air aspirée par le moteur, du débit d’air frais, on calcule le taux de recirculation de gaz en fonction de la masse d’air aspirée par le moteur, on calcule la température en amont du compresseur, on calcule la température en aval du compresseur en fonction de la pression de suralimentation mesurée après le compresseur et du rendement du compresseur fourni par une cartographie issue d’une base de données du système de commande du moteur, on calcule la puissance de refroidissement des gaz d’admission captée par le refroidisseur d’air de suralimentation en fonction du débit d’air, de la température dans le collecteur d’admission et de la température après compresseur, et on calcule la montée en température de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation en fonction de la puissance des échanges avec l’extérieur calculée en fonction d’un coefficient de convection aluminium eau, de la surface d’échange de la paroi du refroidisseur avec l’eau.
Par exemple, pour vérifier le risque de condensation dans le refroidisseur d’air de suralimentation, on détermine la pression de vapeur saturante en fonction de la température calculée et d’un tableau issu d’une base de données, on calcule l’humidité relative, et on compare ladite humidité relative avec une valeur de seuil. Si l’humidité relative est supérieure ou égale à la valeur de seuil, il y a un risque de condensation du refroidisseur d’air de suralimentation, on commande la fermeture de la vanne du système de recirculation, sinon on commande l’ouverture de la vanne du système de recirculation.
Selon un second aspect, l’invention concerne un système d’estimation de la condensation d’un refroidisseur d’air de suralimentation dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant un collecteur d’admission d’air frais, un collecteur d’échappement, un système de turbo-compression comportant une turbine entraînée par les gaz d’échappement et un compresseur monté sur le même axe que la turbine et assurant une compression de l’air et un système de recirculation des gaz d’échappement.
Le système d’estimation de la condensation d’un refroidisseur d’air de suralimentation comprend un module de calcul de la température de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation.
Avantageusement, le module de calcul de la température de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation comprend un module de calcul du débit d’air en fonction de la masse d’air aspirée par le moteur, du débit d’air frais, un module de calcul du taux de recirculation de gaz fonction de la masse d’air aspirée par le moteur, un module de calcul de la température en amont du compresseur, un module de calcul de la température en aval du compresseur en fonction de la pression de suralimentation mesurée après le compresseur et du rendement du compresseur fourni par une cartographie issue d’une base de données du système de commande du moteur, un module de calcul de la puissance de refroidissement des gaz d’admission captée par le refroidisseur d’air de suralimentation en fonction du débit d’air, de la température dans le collecteur d’admission et de la température après compresseur, et un module de calcul de la montée en température de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation en fonction de la puissance des échanges avec l’extérieur calculée en fonction d’un coefficient de convection aluminium eau, de la surface d’échange de la paroi du refroidisseur avec l’eau.
Par exemple, le système d’estimation de la condensation d’un refroidisseur d’air de suralimentation comprend un module de vérification du risque de condensation dans le refroidisseur d’air de suralimentation en fonction de la température calculée.
Le module de vérification du risque de condensation peut déterminer la pression de vapeur saturante en fonction de la température calculée et d’un tableau issu d’une base de données, calcule l’humidité relative, et compare ladite humidité relative avec une valeur de seuil, si l’humidité relative est supérieure ou égale à la valeur de seuil, il y a un risque de condensation du refroidisseur d’air de suralimentation, les informations de pilotage sont transmises à un module de commande de la vanne du système de recirculation.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant un collecteur d’admission d’air frais, un collecteur d’échappement, un système de turbo-compression comportant une turbine entraînée par les gaz d’échappement et un compresseur monté sur le même axe que la turbine et assurant une compression de l’air et un système de recirculation des gaz d’échappement, et un système d’estimation de la condensation du refroidisseur d’air de suralimentation tel que décrit précédemment.
D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 illustre, de manière schématique, la structure d’un moteur à combustion interne d’un véhicule automobile pourvu d’un système d’estimation de la condensation d’un refroidisseur d’air de suralimentation selon l’invention ;
- la figure 2 illustre en détail le système d’estimation de la condensation d’un refroidisseur d’air de suralimentation selon la figure 1;
- la figure 3 est un tableau illustrant la relation entre la température et la vapeur saturante ; et
- la figure 4 représente les étapes de mise en œuvre d’un procédé d’estimation de la condensation d’un refroidisseur d’air de suralimentation selon l’invention.
Tel qu’illustré sur la figure 1, un moteur à combustion interne d’un véhicule automobile référencé 10 dans son ensemble comprend, par exemple, quatre cylindres 12 en ligne, un collecteur d’admission d’air frais 14, un collecteur d’échappement 16 et un système de turbocompression 18.
Comme on le voit sur cette figure, les cylindres 12 sont alimentés en air par l’intermédiaire du collecteur d’admission 14, luimême alimenté par une conduite d’admission d’air frais 20 pourvue d’un filtre à air 22 et du turbocompresseur 18 de suralimentation du moteur 10 en air.
Le turbocompresseur 18 comporte essentiellement une turbine 24 entraînée par les gaz d’échappement et un compresseur 26 monté sur le même axe que la turbine 24 et assurant une compression de l’air distribué par le filtre à air 22, dans le but d’augmenter la quantité d’air admise dans les cylindres 12 du moteur. Un refroidisseur d’air de suralimentation à eau froide 28 est placé après la sortie du compresseur 26 équipant la conduite 20 d’alimentation du collecteur d’admission 14 en air frais.
Tel qu’illustré et à titre d’exemple non limitatif, la conduite d’admission d’air 20 comporte une soupape d’admission principale 20a de régulation du débit du flux d’air entrant dans le collecteur d’admission 14.
En ce qui concerne le collecteur d’échappement 16, celui-ci récupère les gaz d’échappement issus de la combustion et évacue ces derniers vers l’extérieur, par l’intermédiaire d’un conduit d’échappement des gaz basse pression 30 débouchant sur la turbine 24 du turbocompresseur 18 et par une ligne d’échappement 32.
La ligne d’échappement 32 comprend, à titre d'exemple non limitatif, un filtre à particules 34 ainsi qu’un convertisseur catalytique d’oxydation 36, dit « Diesel oxidation catalyst » en termes anglosaxons, disposé en amont du filtre à particules 34 et assurant essentiellement une oxydation des molécules réductrices constituées par le monoxyde de carbone (CO) et les hydrocarbures imbrûlés (HC). Ce convertisseur catalytique est connu de l’homme du métier et ne sera pas davantage décrit. En variante du convertisseur catalytique d’oxydation, on pourrait prévoir un autre organe de traitement d’effluents de gaz d’échappement, notamment un piège à oxydes d’azote associé au filtre à particules 34, permettant de réduire les oxydes d’azote (NOx) émis par le moteur 10 en molécules inoffensives d’azote et d’eau sous l’action d’hydrocarbures provenant du moteur. La ligne d’échappement 32 est pourvue d’un volet d’échappement 38 des gaz brûlés.
Tel qu’illustré, le moteur comporte en outre un système de recirculation des gaz d’échappement comportant un premier circuit de recirculation 40 des gaz d’échappement haute pression et un deuxième circuit de recirculation 42 des gaz d’échappement basse pression. Le premier circuit de recirculation 40 des gaz d’échappement haute pression prélève une partie des gaz d’échappement en sortie du collecteur d’échappement 16 et les réinjecte dans le collecteur d’admission d’air 14, afin de limiter la quantité d’oxydes d’azote produits par la combustion tout en évitant la formation de fumée dans les gaz d’échappement. Le deuxième circuit de recirculation 42 des gaz d’échappement basse pression prélève une partie des gaz d’échappement en aval du filtre à particules 34 et les réinjecte dans le système de turbo compression 18. Les deux circuits de recirculation 40, 42 comprennent respectivement un volet d’échappement 40a, 42a des gaz.
Le moteur à combustion interne comprend en outre une unité électronique de commande 50 comprenant un système 52 d’estimation de la condensation du refroidisseur d’air de suralimentation 28 en fonction de la température TWcac de la paroi interne du refroidisseur d’air de suralimentation 28.
L’estimation de la température TWcac de la paroi interne du refroidisseur d’air de suralimentation 28 est calculée en fonction de données fournies par des capteurs déjà présents dans le moteur à combustion, à savoir :
- un capteur Cl de la température Tia de l’air dans la conduite d’admission d’air frais 20, en sortie du filtre à air 22 ;
- un capteur C2 de la pression PC0n dans le collecteur d’admission 14, en sortie du refroidisseur 28, après la soupape 20a ;
- un capteur C3 de la température TC0n dans le collecteur d’admission 14, en sortie du refroidisseur 28, après la soupape 20a ;
- un capteur C4 de débit d’air frais Daf à la sortie du filtre à air 22 ; et
- un capteur C5 de température TEgr de sortie du circuit de recirculation.
Le système 52 d’estimation de la condensation du refroidisseur d’air de suralimentation 28 comprend un module 53 de calcul de la température TWcac de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation comportant un module 54 de calcul du débit d’air DEgr en fonction de la masse d’air aspirée masp par le moteur, du débit d’air frais D ία selon 1 équation suivante
DeGR = masp - Dia (Eq. 1)
La masse d’air aspirée masp par le moteur est calculée en fonction du remplissage ην du moteur pour toutes les conditions de Pcoii/régime fournie par une cartographie (non représentée) issue d’une base de données du système de commande du moteur.
La masse d’air aspirée masp s’écrit selon l’équation suivante : Pcoii.Vcyl masp = îjv-— (Eq. 2)
r.Tcoii
Avec :
Tcoii, la température dans le collecteur d’admission 14, en sortie du refroidisseur 28, après la soupape 20a issue du capteur C3 ;
Pcoii la pression dans le collecteur d’admission 14, en sortie du refroidisseur 28, après la soupape 20a issue du capteur C2 ;
ην, le rendement volumétrique issue de la cartographie f(Pcoll, régime) ;
r, une constante caractéristique de l’air, égale à 288 ; et Vcyl, la cylindrée du moteur.
Le module 53 de calcul de la température TWcac de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation comprend un module 56 de calcul du taux de recirculation de gaz τ fonction de la masse d’air aspirée par le moteur masp selon l’équation suivante :
DeGR masp — Dia
TŸlasp (Eq. 3)
TŸlasp
Le module 53 de calcul de la température TWcac de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation comprend un module 58 de calcul de la température Tav c en amont du compresseur 26 selon l’équation suivante :
Tav_c = Tegr.t + Tia(1 - τ) (Eq. 4)
En fonction de la pression de suralimentation PC0n après le compresseur et du rendement du compresseur r|c fourni par une cartographie issue d’une base de données du système de commande du moteur, ou en prenant qc égal à 70%, le système 52 d’estimation de la température TWcac comprend un module 60 de calcul de la température Tap c en aval du compresseur 26 selon l’équation suivante :
Figure FR3064678A1_D0004
(Eq. 5)
Avec :
Tav c la pression en amont du compresseur 26 ;
Pcoii la pression dans le collecteur d’admission 14, en sortie du refroidisseur 28, après la soupape 20a issue du capteur C2 ;
P a, la pression atmosphérique, égale à 1015mbar ; qc, le rendement du compresseur ; et γ, le gamma de l’air, égal à 1.4.
Le module 53 de calcul de la température TWcac de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation comprend un module 62 de ίο calcul de la puissance Qcac de refroidissement des gaz d’admission captée par le refroidisseur d’air de suralimentation en fonction du débit d’air Dia, de la température TC0n dans le collecteur d’admission et de la température après compresseur Tap _c, selon l’équation suivante :
Qcac = Cp.DiA.(Tcoii - Tap_c) (Eq. 6)
Avec :
Tap c la pression en aval du compresseur 26 ;
Tcoii la pression dans le collecteur d’admission 14, en sortie du refroidisseur 28, après la soupape 20a issue du capteur C3 ;
D ία le débit d air frais issu du capteur C4 , et cp, la capacité calorifique massique de l’air, soit 1004J/Kg/K.
Le module 53 de calcul de la température TWcac de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation comprend un module 64 de calcul de la montée en température ^JCAC ja paroi du refroidisseur d’air de suralimentation en fonction de la puissance des échanges avec l’extérieur Qext obtenue en fonction d’un coefficient h de convection aluminium eau, de la surface d’échange S de la paroi du refroidisseur avec l’eau :
dTwcAc dt
-(Q CAC + Q ext)
Cpalu.mWCAC
Avec :
Qext — h.S.(Teau - TWCAC) (Eq. 7) (Eq. 8)
Avec :
Teau, la température du liquide de refroidissement du refroidisseur, obtenue par un capteur (non représenté) ;
h, le coefficient de convection aluminium eau, égal à 1000W/m2/K ;
S, la surface d’échange de la paroi du refroidisseur avec l’eau ; ïïiwcac, la masse de métal du refroidisseur, connue du constructeur ; et
Cpaiu, la capacité calorifique massique de l’aluminium ; et TWCAC, la température de la paroi du refroidisseur. En remplaçant Qext dans l’équation 7 par la formule de l’équation 8, on obtient une équation différentielle du premier ordre (dTwcac/dt = fonction(Twcac)).
Ainsi, on peut calculer la température TWcac de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation selon l’équation suivante :
dt .dt (Eq. 9) égale à 1015mbar ;
Pc, le rendement du compresseur ; et γ, le gamma de l’air, égal à 1,4.
Dans l’équation 9, il est nécessaire de résoudre cette équation différentielle par un solveur disponible dans le contrôle moteur, par exemple de type Euler 1.
Le système 52 d’estimation de la condensation du refroidisseur d’air de suralimentation comprend un module 66 de vérification du risque de condensation dans le refroidisseur d’air de suralimentation en fonction de la température TWcac·
Le module 66 de vérification du risque de condensation calcule d’une part la pression partielle Ph20 en eau à l’échappement en fonction de la richesse et de l’équation de la combustion (Eq.10) :
Figure FR3064678A1_D0005
Avec :
R, la richesse ; et x/y=12/26, la composition du carburant.
yR
Ph2O Î)H2O
Figure FR3064678A1_D0006
(Eq. 11)
Et ainsi, on obtient la pression partielle Ph20 en eau à l’échappement selon l’équation suivante :
Ph2O =
13.Ptoi
94.56 + 18.56.
7?-l (Eq. 12)
R
Ptot est la pression statique au lieu considéré (ici le WCAC) donc : Ptot = Pcoll
En multipliant la pression partielle Ph20 en eau à l’échappement par le taux d’EGR et en considérant la pression de suralimentation Pcoii, on obtient la pression partielle en eau dans le refroidisseur d’air de suralimentation Ph2O, cac selon l’équation suivante :
Ph2O =
13.Pcoii.τ
94.56 + 18.56.
7?-l (Eq. 13)
D’après la formule de Dupré, on connaît la pression de vapeur saturante Psat en fonction de la température, fournie selon le tableau illustré à la figure 3.
Ainsi, on peut calculer l’humidité relative H selon l’équation suivante :
Phio,cac
Psat(TWCAC) .100 (Eq. 14)
Et on compare cette humidité relative avec une valeur de seuil SI, égale à 100% et on transmet les informations de commande à un module de commande 68 de la vanne EGR.
Si l’humidité relative H dépasse la valeur de seuil SI, il y a un risque de condensation du refroidisseur d’air de suralimentation. Dans ce cas, on ferme la vanne EGR, sinon on ouvre la vanne EGR.
La figure 4 représente un organigramme de mise en œuvre d’un procédé 70 d’estimation de la condensation du refroidisseur d’air de suralimentation.
Le procédé 70 permet d’estimer le risque de condensation du refroidisseur en fonction de la température de la paroi dudit refroidisseur et ainsi de piloter au mieux la vanne EGR.
Le procédé 70 comprend une étape 71 de récupération des données provenant des capteurs présents dans le moteur à combustion interne, à savoir la température Tia de l’air dans la conduite d’admission d’air frais 20, en sortie du filtre à air 22, la pression PC0n dans le collecteur d’admission 14, en sortie du refroidisseur 28, après la soupape 20a ; la température TC0n dans le collecteur d’admission 14, en sortie du refroidisseur 28, après la soupape 20a ; le débit d’air frais Daf à l’entrée du filtre à air 22 ; et la température TEgr de sortie du circuit de recirculation.
Le procédé 70 comprend une étape 72 de calcul du débit d’air Degr en fonction de la masse d’air aspirée masp par le moteur, du débit d’air frais Dia selon l’équation Eq.l.
Le procédé 70 comprend une étape 73 de calcul du taux de recirculation de gaz τ fonction de la masse d’air aspirée par le moteur masp selon l’équation Eq.3 et une étape 74 de calcul de la température Tav c en amont du compresseur 26 selon l’équation Eq.4.
Le procédé 70 comprend en outre une étape 75 de calcul de la température Tap c en aval du compresseur 26 selon l’équation Eq.5 puis une étape 76 de calcul de la puissance Qcac de refroidissement des gaz d’admission captée par le refroidisseur d’air de suralimentation en fonction du débit d’air Dia, de la température TC0n dans le collecteur d’admission et de la température après compresseur Tap _c, selon l’équation Eq.6
Enfin, on calcule, à l’étape 77, la puissance des échanges avec l’extérieur Qext obtenue en fonction d’un coefficient h de convection aluminium eau, de la surface d’échange S de la paroi du refroidisseur avec l’eau, de la température de l’eau mesurée, obtenue selon l’équation Eq.8, pour calculer, à l’étape 78, la montée en température ^JCAC ja paroi du refroidisseur d’air de suralimentation selon l’équation Eq.7, et enfin calculer, à l’étape 79, la température Twcac de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation selon l’équation Eq.9.
En fonction de la température TWcac calculée à l’étape 79, on vérifie à l’étape 80, si la température TWcac est inférieure à une valeur de seuil SI pour vérifier s’il y a un risque de condensation du refroidisseur. Pour cela, on calcule d’une part la pression partielle Ph20 en eau à l’échappement et la pression partielle Ph20 en eau à l’échappement pour déterminer la pression de vapeur saturante Psat en fonction de la température, fournie selon le tableau illustré à la figure 3 et en déduire l’humidité relative H selon l’équation Eq.14.
S’il y a un risque de condensation du refroidisseur d’air de suralimentation, on commande, à l’étape 81 la fermeture de la vanne EGR 40a, sinon on commande, à l’étape 82, l’ouverture de la vanne EGR.
Grâce à l’invention, il est possible d’estimer le risque de condensation dans le refroidisseur d’air de suralimentation en fonction de la température de la paroi interne dudit refroidisseur et ainsi de commander de manière fiable et efficace le système de recirculation des gaz d’échappement.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé d’estimation de la condensation d’un refroidisseur d’air de suralimentation (28) dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant un collecteur d’admission d’air frais (14), un collecteur d’échappement (16), un système de turbocompression (18) comportant une turbine (24) entraînée par les gaz d’échappement et un compresseur (26) monté sur le même axe que la turbine (24) et assurant une compression de l’air et un système de recirculation des gaz d’échappement, caractérisé en ce que l’on calcule la température (TWcac) de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation et l’on estime le risque de condensation dans ledit refroidisseur en fonction de ladite température calculée.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel pour calculer la température (TWcac) de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation, on calcule le débit d’air (DEgr) en fonction de la masse d’air aspirée (masp) par le moteur, du débit d’air frais (Dia), on calcule le taux de recirculation de gaz (τ) en fonction de la masse d’air aspirée par le moteur, on calcule la température (Tav c) en amont du compresseur (26), on calcule la température (Tap c) en aval du compresseur (26) en fonction de la pression de suralimentation (PC0n) mesurée après le compresseur et du rendement du compresseur (qc) fourni par une cartographie issue d’une base de données du système de commande du moteur, on calcule la puissance (Qcac) de refroidissement des gaz d’admission captée par le refroidisseur d’air de suralimentation en fonction du débit d’air (Dia), de la température (Tcoii) dans le collecteur d’admission et de la température après
    ΖΓΤ, X 111 , , Z dTwCAC .
    compresseur (Tap c), et on calcule la montée en température (-) dt de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation en fonction de la puissance des échanges avec l’extérieur (Qext) calculée en fonction d’un coefficient (h) de convection aluminium eau, de la surface d’échange (S) de la paroi du refroidisseur avec l’eau.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel pour vérifier le risque de condensation dans le refroidisseur d’air de suralimentation, on détermine la pression de vapeur saturante (Psat) en fonction de la température (TWcac) calculée et d’un tableau issu d’une base de données, on calcule l’humidité relative (H), et on compare ladite humidité relative avec une valeur de seuil (SI), si l’humidité relative (H) est supérieure ou égale à la valeur de seuil (SI), il y a un risque de condensation du refroidisseur d’air de suralimentation, on commande la fermeture de la vanne du système de recirculation, sinon on commande l’ouverture de la vanne du système de recirculation.
  4. 4. Système d’estimation de la condensation d’un refroidisseur d’air de suralimentation (28) dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant un collecteur d’admission d’air frais (14), un collecteur d’échappement (16), un système de turbocompression (18) comportant une turbine (24) entraînée par les gaz d’échappement et un compresseur (26) monté sur le même axe que la turbine (24) et assurant une compression de l’air et un système de recirculation des gaz d’échappement, caractérisé en ce qu’il comprend un module (53) de calcul de la température (TWcac) de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation.
  5. 5. Système selon la revendication 4, dans lequel le module (53) de calcul de la température (TWcac) de la paroi du refroidisseur d’air de suralimentation comprend un module (54) de calcul du débit d’air (Degr) en fonction de la masse d’air aspirée (masp) par le moteur, du débit d’air frais (Dia), un module (56) de calcul du taux de recirculation de gaz (τ) fonction de la masse d’air aspirée par le moteur, un module (58) de calcul de la température (Tav c) en amont du compresseur (26), un module (60) de calcul de la température (Tap c) en aval du compresseur (26) en fonction de la pression de suralimentation (Pcoii) mesurée après le compresseur et du rendement du compresseur (r|c) fourni par une cartographie issue d’une base de données du système de commande du moteur, un module (62) de calcul de la puissance (Qcac) de refroidissement des gaz d’admission captée par le refroidisseur d’air de suralimentation en fonction du débit d’air (Dia), de la température (TC0n) dans le collecteur d’admission et de la température après compresseur (Tap c), et un module (64) de calcul de , , , dTwCAC . , , . , n · 1 · ,, . , la montée en température (-) de la paroi du refroidisseur d air de dt suralimentation en fonction de la puissance des échanges avec l’extérieur (Qext) calculée en fonction d’un coefficient (h) de convection aluminium eau, de la surface d’échange (S) de la paroi du refroidisseur avec l’eau.
  6. 6. Système selon la revendication 4 ou 5, comprenant un module (66) de vérification du risque de condensation dans le refroidisseur d’air de suralimentation en fonction de la température (Twcac) calculée.
  7. 7. Système selon la revendication 6, dans lequel le module (66) de vérification du risque de condensation détermine la pression de vapeur saturante (Psat) en fonction de la température (TWcac) calculée et d’un tableau issu d’une base de données, calcule l’humidité relative (H), et compare ladite humidité relative avec une valeur de seuil (SI), si l’humidité relative (H) est supérieure ou égale à la valeur de seuil (SI), il y a un risque de condensation du refroidisseur d’air de suralimentation, les informations de pilotage sont transmises à un module de commande (68) de la vanne du système de recirculation.
  8. 8. Moteur à combustion interne de véhicule automobile comprenant un collecteur d’admission d’air frais (14), un collecteur d’échappement (16), un système de turbo-compression (18) comportant une turbine (24) entraînée par les gaz d’échappement et un compresseur (26) monté sur le même axe que la turbine (24) et assurant une compression de l’air et un système de recirculation des gaz d’échappement, et un système d’estimation de la condensation du refroidisseur d’air de suralimentation (28) selon l’une des revendications 4 à 7.
    1/4
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