FR3082942A1 - Procede de determination d’une temperature interne d’un cylindre a partir d’une pression et d’une masse totale modelisees de gaz - Google Patents

Procede de determination d’une temperature interne d’un cylindre a partir d’une pression et d’une masse totale modelisees de gaz Download PDF

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Remi Malet
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Abstract

L'invention concerne un procédé de détermination d'une température interne d'au moins un cylindre pour un moteur thermique à partir d'une pression modélisée des gaz et d'une masse totale modélisée de gaz présents dans le cylindre. Lors de la mise au point du moteur sur banc, il est effectué des mesures de pressions et de températures d'admission et d'échappement, des analyses (An) d'une composition chimique des gaz d'admission et d'échappement, ces mesures et analyses (An) permettant de calculer une pression mesurée dans le cylindre et une masse totale mesurée en fonction desdites mesures et analyses (An), la pression et la masse totale modélisées étant comparées respectivement aux pression et masse totale mesurées. Il est effectué un recalage du taux de gaz résiduels (T IGR) et du coefficient de pression d'admission (Coef Padm) modélisés afin que les pressions et les masses totales modélisées et mesurées soient respectivement égales.

Description

PROCEDE DE DETERMINATION D’UNE TEMPERATURE INTERNE D’UN CYLINDRE A PARTIR D’UNE PRESSION ET D’UNE MASSE TOTALE MODELISEES DE GAZ [0001] La présente invention concerne un procédé de détermination d’une température interne d’au moins un cylindre pour un moteur thermique à partir d’une pression modélisée des gaz et d’une masse totale modélisée de gaz présents dans ledit au moins un cylindre, ceci à partir de données mesurées ou d’analyses permettant de recaler des modèles utilisés pour la connaissance de plusieurs paramètres de combustion dans ledit au moins un cylindre.
[0002] Ce procédé de détermination peut être mis en œuvre au banc moteur pour au moins calculer la température interne du cylindre et le taux de gaz résiduels pour des moteurs à combustion interne mais ceci n’est pas limitatif.
[0003] Dans le cadre de la mise au point des moteurs, la connaissance des conditions avant combustion permet de mieux choisir les paramètres de contrôle de la combustion. La température interne dans chaque cylindre et la composition des gaz dans la chambre font partie des données importantes pour connaître les conditions avant combustion, mais sont des données difficilement accessibles par des moyens de mesures conventionnels.
[0004] Aujourd’hui, le recours à des modèles numériques est nécessaire pour estimer la température interne dans le cylindre et la composition des gaz dans la chambre de combustion. Parmi ces modèles il est possible de citer entre autres le modèle décrit dans « Diagnosis of DI Diesel combustion from in-cylinder pressure signal by estimation of mean thermodynamic properties of the gas » de M. Lapuerta, O. Armas, J.J. Hernandez, Applied Thermal Engineering 19 (1999) 513-529.
[0005] Dans ce type d’approche, la composition des gaz dans le cylindre est déterminée par des modèles de remplissage et de combustion.
[0006] L’ensemble du cycle thermodynamique doit être calculé dans les différentes étapes de fonctionnement d’un moteur thermique à savoir l’admission, la compression, la combustion et la détente.
[0007] Ceci nécessite, dans le cadre de moyens d’essais, un ajout de systèmes de mesures supplémentaires pour obtenir la température et la composition des gaz internes au cylindre et dans le cadre de post traitement d’essais, un temps de calcul nécessaire pour la simulation de l’ensemble du cycle.
[0008] L’accumulation de l’utilisation de différents modèles concernant le remplissage, la combustion, les pertes thermiques, l’évaporation entraînent une succession de déviances. Il n’a juste à présent pas été divulgué comme utiliser des données brutes récoltées sur banc moteur pour réduire le nombre de modèles utilisés et pour recaler les modèles en fonction de mesures ou d’analyses pouvant être effectuées.
[0009] Le document JP-A-2013 148 057 décrit un procédé d’estimation de la quantité de gaz restant dans un cylindre pendant les courses d'admission et d'échappement. Il est utilisé un appareil d'estimation de quantité de gaz résiduels dans un cylindre qui comprend un moyen de calcul exécutant un premier traitement de calcul pour calculer une température dans le cylindre en utilisant une équation d'état sur la base d'une pression, d’un volume de cylindre et d’une quantité de gaz totale dans le cylindre prédéterminée.
[0010] Le moyen de calcul exécute un deuxième traitement de calcul pour calculer une quantité totale de gaz dans le cylindre et une quantité de gaz résiduel dans le cylindre de en utilisant une équation d'état sur la base d'une pression dans le cylindre, une pression d'admission, une pression d'échappement, une température dans le cylindre calculée dans le premier traitement de calcul et une température d'admission prédéterminée.
[0011] Le moyen de calcul répète le deuxième traitement de calcul jusqu'à ce que la quantité totale de gaz dans le cylindre calculée dans le deuxième traitement de calcul soit égale à la somme d'une quantité d'admission, d'une quantité de gaz de recirculation et d'une quantité de gaz résiduel dans le cylindre. Ce document ne montre cependant pas comment recaler un ou des modèles d’une estimation d’un ou de paramètres de combustion en fonction de données ou d’analyses mesurées.
[0012] Par conséquent, le problème à la base de la présente invention est de vérifier des modèles d’estimation de paramètres de combustion en fonction de données mesurées ou obtenues par analyse afin simplifier le nombre de modèles auxquelles il est fait recours et, le cas échéant, de recaler des modèles en fonction des mesures et des analyses effectuées.
[0013] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un procédé de détermination d’une température interne d’au moins un cylindre pour un moteur thermique à partir d’une pression modélisée des gaz et d’une masse totale modélisée de gaz présents dans ledit au moins un cylindre, la pression modélisée et la masse totale modélisée ou calculée étant calculées à partir d’un taux de gaz résiduels modélisé présent dans ledit moins un cylindre et d’un coefficient de pression d’admission modélisé corrigeant le débit de gaz admis, caractérisé en ce que lors de la mise au point du moteur, il est effectué sur banc d’essai moteur au moins des mesures de pressions d’admission et des gaz d’échappement, de températures d’admission et des gaz d’échappement, des analyses d’une composition chimique des gaz d’admission et des gaz d’échappement, ces mesures et analyses permettant de calculer une pression mesurée dans ledit au moins un cylindre et une masse totale mesurée en fonction desdites mesures et analyses, la pression modélisée et la masse totale modélisée étant comparées respectivement à la pression mesurée et à la masse totale mesurée et il est effectué un recalage du taux de gaz résiduels et du coefficient de pression d’admission modélisés afin que les pressions modélisée et mesurée et les masses totales modélisée et mesurée soient respectivement égales.
[0014] La présente invention estime sur des essais banc moteur le taux de gaz brûlés interne et la température moyenne dans la chambre de combustion en se recalant par rapport à la mesure des pressions cylindre. Pour ce faire, on utilise comme données d’entrée la composition des gaz d’échappement mesurés par une baie d’analyse des gaz, les températures des gaz d’échappement et d’admission, ainsi que le débit d’air à l’admission.
[0015] La présente invention permet de répondre à la question de l’estimation de la température interne du cylindre, sans avoir recours à des moyens de mesures supplémentaires par rapport à une configuration standard utilisée sur banc moteur.
[0016] La présente invention effectue aussi une estimation de la proportion de gaz brûlés restant dans le cylindre avant le début de la combustion. Cette estimation est d’autant plus importante avec la sévérisation des normes de pollution. La présente invention permet de mieux estimer les conditions d’auto-allumage dans le moteur thermique.
[0017] L’originalité de la présente invention réside dans l’utilisation des données de la baie d’analyse des gaz d’échappement pour en connaître leur composition exacte et non une composition estimée par un modèle de combustion, ce qui est plus précis.
[0018] L’utilisation des données brutes du banc moteur, comme des baies d’analyse à l’admission de gaz dans le moteur thermique comme à l’échappement, la pression dans le cylindre, la température d’admission permettent de restreindre l’erreur due à l’usage de modèles numériques. Il est ainsi obtenu une fenêtre angulaire restreinte avant combustion de recalage par rapport à la pression, afin d’avoir un processus rapide.
[0019] Parmi les intérêts techniques de la présente invention, il peut être cité une facilité d’intégration à une chaîne d’acquisitions sur banc moteur, une économie d’utilisation de systèmes additionnels de mesure de la température interne du cylindre, une économie d’utilisation de modèle de remplissage pour estimer le taux de gaz résiduels. Le processus rapide dû à la plage de recalage restreinte a été rendu possible par l’utilisation de données brutes.
[0020] Avantageusement, il est calculé à partir desdites mesures et analyses un volume interne dudit au moins un cylindre, une énergie interne des gaz présents dans ledit au moins un cylindre, une température des gaz présents dans ledit au moins un cylindre.
[0021] Avantageusement, les mesures et analyses effectuées sont un débit de gaz admis dans le moteur mesuré par un débitmètre, une température des gaz admis mesurée via un thermocouple situé au niveau d’un plenum d’admission du moteur thermique, une température des gaz d’échappement mesurée via un thermocouple situé au niveau d’un collecteur d’échappement du moteur thermique, une pression des gaz admis mesurée via un capteur de pression situé au niveau d’un plenum d’admission, une pression des gaz d’échappement mesurée via un capteur de pression situé au niveau du collecteur d’échappement, une composition des gaz d’échappement mesurée via les analyses des gaz, une composition des gaz admis, un taux de gaz d’échappement recirculés à l’admission du moteur thermique étant estimé à partir d’un pourcentage d’ouverture d’une vanne de recirculation des gaz d’échappement, un angle de vilebrequin du moteur thermique étant mesuré en fonction du temps.
[0022] Avantageusement, il est calculé une composition initiale du mélange finit présent dans ledit au moins un cylindre à un point mort bas d’un piston dans ledit au moins un cylindre par l’équation suivante :
= U» * yBwwr + G - τ/ei)* ïmae
U» étant le taux de gaz résiduels modélisé, ^syavrla composition des gaz d’échappement mesurée via les analyses des gaz et fjwusla composition des gaz admis et la masse totale modélisée ou calculée Mtotaie_caicuiée est obtenue selon l’équation suivante :
f __ __ dmæh ™ te tatecafcuiée totate_initiate ’ll jx J*. J*.
dt
Mtotaiejnitiaie étant la masse totale initiale, dmadm/dt étant un débit d’admission de gaz, dnWdt étant un débit de gaz de carter, dmeCh/dt étant un débit de gaz d’échappement, dt étant un intervalle de temps.
[0023] Avantageusement, la masse admise mesurée Madmise_mesurée se déduit de l’information d’un débitmètre de gaz admis donnant un débit de gaz admis Qair, N étant le régime moteur selon l’équation suivante :
M , (CA [0024] Avantageusement, la masse totale mesurée Mtotaie_mesurée dans ledit au moins un cylindre après fermeture des soupapes d’admission s’exprimant alors par l’équation suivante:
Mtetsie_-m.esu^ée ~ \
ΤΒΛ1 τΒαυ tbgr étant le taux de gaz recirculés de l’échappement à l’admission du moteur estimé selon un pourcentage d’ouverture d’une vanne de recirculation.
[0025] Avantageusement, il est résolu un système d’équations à 5 inconnues qui sont un volume dudit au moins un cylindre V, une masse m de mélange de gaz et de carburant présent dans ledit au moins un cylindre, une énergie interne U du mélange présent dans ledit au moins un cylindre, une température interne T dans ledit au moins un cylindre et une pression interne P dans ledit au moins un cylindre, selon les équations suivantes :
¥(0) = ΐς + :gyL^ÎtaÎra (1 + Άν - cos θ - -- Sia2O dntU__ dF dmK1 dt ‘ dt dt + dt * S£&n dt weî dt dm. _ _ dmgEt _ dmbb dt dt dt dt rmU\
T — imærsim (--1 mrT p=— dans lesquelles équations est une masse de gaz de carter modélisée, madm une masse des gaz admis, une enthalpie des gaz admis, Wlsci une masse des gaz d’échappement, Λ™/ une enthalpie des gaz d’échappement et Qparots une estimation des pertes aux parois modélisées et, comme grandeurs fixes dépendantes d’une géométrie du moteur, Fm étant un volume mort dudit au moins un cylindre, CyLumtaîre une cylindrée unitaire et un rapport d’une longueur de bielle sur un rayon de manivelle du vilebrequin et Θ un angle de vilebrequin.
[0026] Avantageusement, l’estimation des pertes aux parois modélisées est établie selon l’équation :
avec désignant une température modélisée des parois internes dudit au moins un cylindre, hWOSchni étant une constante.
[0027] Avantageusement, les estimations du débit de gaz admis dt et du débit de d sel.
gaz d’échappement dt sont élaborées selon un modèle considérant le débit de gaz admis dt comme une fonction de la pression d’admission Λζώπι , de la température d’admission , d’une différence rsdm et d’un rapport Ys*ndes chaleurs spécifiques des gaz d’admission et de la pression interne audit au moins un cylindre, le coefficient de pression d’admission modélisé étant introduit dans le calcul du débit de gaz admis dt , ce coefficient étant fonction de la pression d’admission ?atim , de la température d’admission 7Qdm , d’une différence radm et d’un rapport Ysdmdes chaleurs spécifiques des gaz d’admission et de la pression interne audit au moins un cylindre.
diïiecn [0028] Avantageusement, le débit de gaz d’échappement dt est aussi corrigé en fonction de la pression interne P audit au moins un cylindre, de la température interne T audit au moins un cylindre, de la différence r et du rapport y des chaleurs spécifiques du mélange présent dans ledit au moins un cylindre et de la pression d’échappement Pech .
[0029] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard du dessin annexé donné à titre d’exemple non limitatif et sur lequel :
- la figure 1 est une représentation schématique d’un logigramme du procédé procédé de détermination d’une température interne d’au moins un cylindre pour un moteur thermique à partir d’une pression modélisée des gaz et d’une masse totale modélisée de gaz présents dans ledit au moins un cylindre selon la présente invention.
[0030] Il est à garder à l’esprit que la figure est donnée à titre d'exemple et n’est pas limitative de l’invention. Le moteur thermique peut être un moteur à allumage par compression, notamment un moteur Diesel ou fonctionnant au gazole ou un moteur thermique à allumage commandé, notamment un moteur à carburant essence ou à mélange contenant de l’essence.
[0031] A la figure 1 et dans les équations qui vont suivre, les références de la figure 1 ne sont pas forcément reprises dans les équations. Par exemple, ce qui est montré dans les équations en tant que Tiœ en étant le taux de gaz résiduels modélisé est référencé T IGR à la figure 1. Il en va de même, par exemple, pour Qair remplacé par dt , Comp Gaz Ech remplacé par et Comp Gaz Adm remplacé par .
[0032] En se référant à la figure 1, la présente invention concerne un procédé de détermination d’une température interne d’au moins un cylindre pour un moteur thermique à partir d’une pression modélisée des gaz et d’une masse totale modélisée de gaz présents dans ledit au moins un cylindre. Ceci n’est pas limitatif et d’autres paramètres peuvent aussi être déterminés par la présente invention. Le traitement de données DO et d’analyses An en entrée d’un module de traitement 1 pour donner des paramètres de combustion se fait selon le procédé de la présente invention.
[0033] La pression modélisée et la masse totale modélisée, aussi dénommée masse calculée par la suite, sont calculées au moins à partir d’un taux de gaz résiduels T IGR modélisé présent dans ledit moins un cylindre et d’un coefficient de pression d’admission Coef Padm modélisé corrigeant le débit de gaz admis Qair.
[0034] Lors de la mise au point du moteur, il est effectué sur banc d’essai moteur au moins des mesures de pressions d’admission Padm et des gaz d’échappement Pech, de températures d’admission Tadm et des gaz d’échappement Tech, des analyses An d’une composition chimique des gaz d’admission et des gaz d’échappement. Ces mesures DO et analyses An permettent de calculer directement ou indirectement une pression mesurée dans ledit au moins un cylindre et une masse totale mesurée en fonction desdites mesures DO et analyses An. A la figure 1, il est montré la référence DO & An pour les mesures et les analyses.
[0035] La pression modélisée et la masse totale modélisée sont alors comparées respectivement à la pression mesurée et à la masse totale mesurée, c’est-à-dire obtenues à partir des mesures et des analyses An. Dans le cas d’une différence entre pression et masse modélisées, d’une part, et pression et masse obtenus à partir de mesures, d’autre part, il est effectué un recalage du taux de gaz résiduels T IGR et du coefficient de pression d’admission Coef Padm modélisés afin que les pressions modélisée et mesurée et les masses totales modélisée et mesurée soient respectivement égales.
[0036] Il peut aussi être recalé d’autres modèles d’estimation et d’autres paramètres, comme il sera vu par la suite. Le rôle du coefficient de pression d’admission Coef Padm sera détaillé par la suite.
[0037] Comme il peut être vu à la figure 1, il peut être calculé à partir desdites mesures DO et analyses An, un volume interne V dudit au moins un cylindre, une énergie U interne des gaz présents dans ledit au moins un cylindre, une température T des gaz présents dans ledit au moins un cylindre en plus de la masse de gaz mesurée m dans ledit au moins un cylindre et une pression interne au cylindre obtenue à partir des mesures et analyses An.
[0038] Sans que cela soit limitatif, les mesures DO et analyses An effectuées peuvent être un débit de gaz admis Qair dans le moteur mesuré par un débitmètre, une température des gaz admis Tadm mesurée via un thermocouple situé au niveau d’un plenum d’admission du moteur thermique, une température des gaz d’échappement Tech mesurée via un thermocouple situé au niveau d’un collecteur d’échappement du moteur thermique, une pression des gaz admis Padm mesurée via un capteur de pression situé au niveau d’un plenum d’admission, une pression des gaz d’échappement Pech mesurée via un capteur de pression situé au niveau du collecteur d’échappement.
[0039] De plus et surtout, les analyses An concernent une composition des gaz d’échappement Comp Gas Ech mesurée via les analyses des gaz d’échappement, une composition des gaz admis Comp Gas Adm mesurée via les analyses des gaz d’échappement. Un taux de gaz d’échappement recirculés T RGE à l’admission du moteur thermique, aussi dénommé taux RGE peut être estimé à partir d’un pourcentage d’ouverture d’une vanne de recirculation des gaz d’échappement ou vanne RGE. Un angle de vilebrequin du moteur thermique peut être mesuré en temps réel en fonction du temps.
[0040] L’analyse des gaz d’admission concerne principalement de l’air pur auquel il peut être rajouté des gaz recirculés. L’analyse des gaz d’échappement est plus complexe avec présence de dioxyde de carbone, de monoxyde de carbone, d’hydrocarbures, de monoxyde d’azote, de dioxyde d’azote, d’hydrogène, d’oxygène, d’eau et d’azote.
[0041] Il peut être calculé une composition initiale du mélange %κί présent dans ledit au moins un cylindre à un point mort bas d’un piston dans ledit au moins un cylindre par l’équation suivante :
= TifiH * TbWWT + C “ Ugh) * étant le taux de gaz résiduels modélisé, FflyjWT|a composition des gaz d’échappement mesurée via les analyses des gaz et Yfrais la composition des gaz admis.
[0042] La masse totale modélisée ou calculée Mtotaie_caicuiée peut être obtenue selon l’équation suivante :
f __ d to tale_caloulée '‘ta tale_ initiale ’ll. gjfj J
Mtotaiejnitiaie étant la masse totale initiale, drnadm/dt étant un débit d’admission de gaz, dnWdt étant un débit de gaz de carter, dmeCh/dt étant un débit de gaz d’échappement, dt étant un intervalle de temps.
[0043] Pour faire coïncider, l’évolution temporelle de la pression modélisée avec l’évolution temporelle de la pression mesurée et la masse totale calculée avec la masse totale mesurée, il est effectué via un algorithme d’optimisation ALGO Pmod= Pmes les valeurs deUœqui est le taux de gaz résiduels T IGR présents dans la chambre de combustion et le coefficient de pression d’admission Coef Padm.
[0044] La masse admise mesurée se déduit de l’information d’un débitmètre de gaz admis donnant un débit de gaz admis Qair, N étant le régime moteur selon l’équation suivante :
Qsir [0045] Il s’ensuit que la masse totale mesurée dans ledit au moins un cylindre après fermeture des soupapes d’admission peut s’exprimer alors par l’équation suivante:
(1 Tffis)v· τΒΟΐ) 'tegr étant le taux de gaz recirculés de l’échappement à l’admission du moteur estimé selon un pourcentage d’ouverture d’une vanne de recirculation.
[0046] Il convient de garder à l’esprit que le fait de dénommer par « mesurée» cette masse totale est un abus de langage, car dans cette expression intervient le taux d’IGR qui lui est estimé.
[0047] Pour connaître les cinq valeurs d’arrivée montrées à la figure 1, il peut être résolu un système d’équations à 5 inconnues qui sont un volume dudit au moins un cylindre V, une masse m de mélange de gaz et de carburant présent dans ledit au moins un cylindre, une énergie U interne U du mélange présent dans ledit au moins un cylindre, une température interne T dans ledit au moins un cylindre et une pression interne P dans ledit au moins un cylindre.
[0048] Ceci peut se faire selon les équations suivantes :
r(0 = ις + + _ cos g - _ sin2C0j chnü__ dV dÇj™ ànSifa dt ' dt dt + œeî dt * dt ™l dt dru._ dt dt dt dt rrnUx
T — immersion J mrT P = ^~ dans lesquelles équations est une masse de gaz de carter modélisée, macim une masse des gaz admis, ftndmune enthalpie des gaz admis, Wîec*une masse des gaz d’échappement, une enthalpie des gaz d’échappement et Cpa-rot* une estimation des pertes aux parois modélisées et, comme grandeurs fixes dépendantes d’une géométrie du moteur, étant un volume mort dudit au moins un cylindre, Cyi_unitaire une cylindrée unitaire et un rapport d’une longueur de bielle sur un rayon de manivelle du vilebrequin et Θ un angle de vilebrequin.
[0049] L’estimation des pertes aux parois modélisées peut être établie selon l’équation :
avec TpBrois désignant une température modélisée des parois internes dudit au moins un cylindre, hWOSchni étant une constante.
[0050] Ce modèle dénommé modèle de Woschni a été décrit dans l’article de G. Woschni, «A universally applicable equation for the instantaneous heat transfer coefficient in the internal combustion engine»,, SAE paper, n°670931, 1967.
[0051] La température des parois de la chambre de combustion peut être calculé par différentes corrélations. Il est possible de citer la corrélation de Shaw illustrée dans l’article B. T. Shaw, « Modelling and Control of Automotive Coldstart Hydrocarbons Emissions »b, Massachusetts Institute of Technologie, Massachusetts, USA: PhD Thesis, 1992. D’autres corrélations sont aussi possibles.
[0052] Pour l’estimation de la masse de gaz de carter il est possible d’utiliser le modèle de Hohenberg décrit dans l’article G. Hohenberg, «Définition und Eigenschaften des thermodynamischen Verlustwinkels von Kolbenmaschinen», AVL Graz, Autriche, 1984.
[0053] Les estimations du débit de gaz admis dt et du débit de gaz d’échappement dt peuvent être élaborées selon un modèle considérant le débit de gaz admis dt comme une fonction de la pression d’admission , de la température d’admission T’adm , d’une différence et d’un rapport Ycdmdes chaleurs spécifiques des gaz d’admission et de la pression interne audit au moins un cylindre, le coefficient de pression d’admission Coef Padm modélisé étant introduit dans le calcul du débit de gaz admis dt , ce coefficient étant fonction de la pression d’admission Padm. , de la température d’admission T’adm , d’une différence ’sdm et d’un rapport des chaleurs spécifiques des gaz d’admission et de la pression interne audit au moins un cylindre.
dwiS:£jm [0054] Pour l’estimation du débit de gaz admis dt et du débit de gaz ::^ηΊβε>
d’échappement dt , il est possible d’utiliser une formulation de type Barré Saint Venant basée sur une analogie avec une tuyère. C’est pour cela que le débit de gaz admis dt peut être considéré comme une fonction de Padm la pression d’admission, de la température d’admission, de la différence et du rapport Ysdm des chaleurs spécifiques des gaz d’admission et de la pression interne à la chambre de combustion.
[0055] Comme la pression d’admission est mesurée au niveau du plenum d’admission du moteur thermique via un capteur de pression qui n’est pas un capteur de pression rapide et qui relève une seule valeur de pression relevée par cycle moteur, il peut être introduit un coefficient de pression d’admission Coef Padm.
[0056] Un processus similaire peut s’appliquer pour le débit de gaz d’échappement dnigpll dt qui peut être aussi corrigé en fonction de la pression interne P audit au moins un cylindre, de la température interne T audit au moins un cylindre, de la différence r et du rapport y des chaleurs spécifiques du mélange présent dans ledit au moins un cylindre et de la pression d’échappement Pech .
[0057] Ainsi, le débit de gaz d’échappement peut être considéré comme une fonction de la pression interne P dans le cylindre, de la température interne T dans le cylindre, de la différence et du rapport r des chaleurs spécifiques du mélange présent dans la chambre de combustion et de la pression d’échappement Pech.
[0058] Une possible formulation détaillée des fonctions pour estimer le débit de gaz admis dt et le débit de gaz d’échappement dt a été explicitée dans l’article de HEYWOOD J.B. « Internai combustion engine fundamentals » Mc Graw Hill Book Co 1988.
[0059] Pour l’estimation de la température en fonction de la composition du mélange et de l’énergie U interne, il est possible d’utiliser les tables thermodynamiques de Janaf ou celles utilisées pour le code de chimie CHEMKIN, selon les articles Janaf, «Thermochemicals tables» Journal of Physical and Chemical Reference Data, vol. 14, p. sup n°1, 1985 et R. J. Kee, F. M. Rupley et J. A. Miller, «The Chemkin thermodynamic data base,» Sandia Report, 1991.
[0060] L’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n’ont été donnés qu’à titre d’exemples.

Claims (10)

1. Procédé de détermination d’une température interne d’au moins un cylindre pour un moteur thermique à partir d’une pression modélisée des gaz et d’une masse totale modélisée de gaz présents dans ledit au moins un cylindre, la pression modélisée et la masse totale modélisée ou calculée étant calculées à partir d’un taux de gaz résiduels (T IGR) modélisé présent dans ledit moins un cylindre et d’un coefficient de pression d’admission (Coef Padm) modélisé corrigeant le débit de gaz admis (Qair), caractérisé en ce que lors de la mise au point du moteur, il est effectué sur banc d’essai moteur au moins des mesures de pressions d’admission (Padm) et des gaz d’échappement (Pech), de températures d’admission (Tadm) et des gaz d’échappement (Tech), des analyses (An) d’une composition chimique des gaz d’admission et des gaz d’échappement, ces mesures et analyses (An) permettant de calculer une pression mesurée dans ledit au moins un cylindre et une masse totale mesurée en fonction desdites mesures et analyses (An), la pression modélisée et la masse totale modélisée étant comparées respectivement à la pression mesurée et à la masse totale mesurée et il est effectué un recalage du taux de gaz résiduels (T IGR) et du coefficient de pression d’admission (Coef Padm) modélisés afin que les pressions modélisée et mesurée et les masses totales modélisée et mesurée soient respectivement égales.
2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel il est calculé à partir desdites mesures et analyses (An) un volume interne (V) dudit au moins un cylindre, une énergie (U) interne des gaz présents dans ledit au moins un cylindre, une température (T) des gaz présents dans ledit au moins un cylindre.
3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel les mesures et analyses (An) effectuées sont un débit de gaz admis (Qair) dans le moteur mesuré par un débitmètre, une température des gaz admis (Tadm) mesurée via un thermocouple situé au niveau d’un plenum d’admission du moteur thermique, une température des gaz d’échappement (Tech) mesurée via un thermocouple situé au niveau d’un collecteur d’échappement du moteur thermique, une pression des gaz admis (Padm) mesurée via un capteur de pression situé au niveau d’un plenum d’admission, une pression des gaz d’échappement (Pech) mesurée via un capteur de pression situé au niveau du collecteur d’échappement, une composition des gaz d’échappement (Comp Gas Ech) mesurée via les analyses (An) des gaz, une composition des gaz admis (Comp Gas Adm), un taux de gaz d’échappement recirculés (T RGE) à l’admission du moteur thermique étant estimé à partir d’un pourcentage d’ouverture d’une vanne de recirculation des gaz d’échappement, un angle de vilebrequin du moteur thermique étant mesuré en fonction du temps.
4. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel il est calculé une composition initiale du mélange présent dans ledit au moins un cylindre à un point mort bas d’un piston dans ledit au moins un cylindre par l’équation suivante :
= Ugjï * + Cl— T/gh) * t/gs étant le taux de gaz résiduels (T IGR) modélisé, Ysmarrune composition des gaz d’échappement (Comp Gas Ech) mesurée via les analyses des gaz et Ï'fæa/s une composition des gaz admis (Comp Gas Adm) et la masse totale modélisée ou calculée Mtotaie_caicuiée est obtenue selon l’équation suivante :
Mtotaiejnitiaie étant la masse totale initiale, drnadm/dt étant un débit d’admission de gaz, dnWdt étant un débit de gaz de carter, dmeCh/dt étant un débit de gaz d’échappement, dt étant un intervalle de temps.
5.
6.
Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la masse admise mesurée
Madmise_mesurée se déduit de l’information d’un débitmètre de gaz admis donnant un débit de gaz admis Qair, N étant le régime moteur selon l’équation suivante :
».# Qair ^™a,d,înise_mesa;rée Zf)
Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la masse totale mesurée
Mtotale_mesurée dans ledit au moins un cylindre après fermeture des soupapes d’admission s’exprime alors par l’équation suivante:
z.- __ fi __i
K1 tegr étant le taux de gaz recirculés de l’échappement à l’admission du moteur estimé selon un pourcentage d’ouverture d’une vanne de recirculation.
7. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel il est résolu un système d’équations à 5 inconnues qui sont un volume dudit au moins un cylindre V, une masse m de mélange de gaz et de carburant présent dans ledit au moins un cylindre, une énergie interne U du mélange présent dans ledit au moins un cylindre, une température interne T dans ledit au moins un cylindre et une pression interne P dans ledit au moins un cylindre, selon les équations suivantes :
= ις + + Λν - cos o _ _ sta2(0)) dwiU__ dF dQpsreÉS dmM itaaini dme.ci dt dt dt + raeî dt * aàm dt dt dwi_ dt dt dt dt λτι(Λ T = inversion J mrT p=— dans lesquelles équations est une masse de gaz de carter modélisée, une masse des gaz admis, ftoimune enthalpie des gaz admis, “«λ une masse des gaz d’échappement, une enthalpie des gaz d’échappement et une estimation des pertes aux parois modélisées et, comme grandeurs fixes dépendantes d’une géométrie du moteur, étant un volume mort dudit au moins un cylindre, Cyljunttaire une cylindrée unitaire, un rapport d’une longueur de bielle sur un rayon de manivelle du vilebrequin et Θ un angle de vilebrequin.
8. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’estimation des pertes aux parois modélisées est établie selon l’équation :
^Qpiareis '^’parais) avec ^parois désignant une température modélisée des parois internes dudit au moins un cylindre, hWOSchni étant une constante.
9. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel les estimations du débit de gaz admis dt et du débit de gaz d’échappement dt sont élaborées selon dïïl-Qdîn un modèle considérant le débit de gaz admis dt comme une fonction de la pression d’admission pa<bn , de la température d’admission , d’une différence et d’un rapport Ytzdmdes chaleurs spécifiques des gaz d’admission et de la pression interne audit au moins un cylindre, le coefficient de pression d’admission (Coef Padm) modélisé étant introduit dans le calcul du débit de gaz admis (Qair) dt , ce coefficient étant fonction de la pression d’admission , de la température d’admission , d’une différence raam et d’un rapport ïcdmdes chaleurs spécifiques des gaz d’admission et de la pression interne audit au moins un cylindre.
10. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le débit de gaz d’échappement dt est aussi corrigé en fonction de la pression interne P audit au moins un cylindre,
5 de la température interne T audit au moins un cylindre, de la différence r et du rapport y des chaleurs spécifiques du mélange présent dans ledit au moins un cylindre et de la pression d’échappement Pech .
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