FR3112810A1 - Procede de limitation des rates de combustion sur un moteur thermique - Google Patents

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Bruno Jacques
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Abstract

La présente concerne un procédé de limitation des ratés de combustion sur un moteur thermique relié à une ligne d’admission d’air, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de détermination de la quantité d’eau (Veca) condensée dans la ligne d’admission d’air, de détermination de la quantité d’eau (Vecm) consommée par le fonctionnement du moteur, de détermination de la quantité d’eau stockée (Vesa) dans la ligne d’admission et de limitation (A) du remplissage en air du moteur si la quantité d’eau stockée (Vesa) dans la ligne d’admission dépasse à la hausse un premier seuil (Sx). Figure 2

Description

PROCEDE DE LIMITATION DES RATES DE COMBUSTION SUR UN MOTEUR THERMIQUE
La présente invention concerne le domaine des moteurs thermiques.
Un refroidisseur d'air de suralimentation est utilisé pour un moteur thermique équipé d'un turbocompresseur dans un véhicule automobile. Ce refroidisseur d'air de suralimentation permet de réduire à une température adéquate la température de l'air de suralimentation dirigé vers l'admission d'air dans le moteur. En effet, lors de la compression de l'air de suralimentation, cet air s'échauffe et il convient de réduire sa température pour son admission dans le moteur. Avec un tel refroidisseur d'air de suralimentation, il est donc possible de réduire fortement la température de l'air de suralimentation. Le refroidissement de cet air entraine une condensation de l’eau contenu dans l’air.
Un risque parmi d'autres se produit du fait de la possible admission d'eau liquide dans la chambre de combustion du moteur lors par exemple de l'accélération de ce dernier, pouvant entraîner des ratés de combustion d'où une diminution des performances du moteur, une dégradation voire une casse moteur due à l'incompressibilité de l'eau dans les cylindres du moteur.
L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de l’art susmentionné et au moins limiter les ratés de combustion en cas de présence d’eau dans la ligne d’admission.
Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un procédé de limitation des ratés de combustion sur un moteur thermique relié à une ligne d’admission d’air, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :
-détermination de la quantité d’eau condensée dans la ligne d’admission d’air,
-détermination de la quantité d’eau consommée par le fonctionnement du moteur,
-détermination de la quantité d’eau stockée dans la ligne d’admission et
-limitation du remplissage en air du moteur si la quantité d’eau stockée dans la ligne d’admission dépasse à la hausse un premier seuil.
L’effet technique est d’éviter le risque d’un entrainement d’eau trop important vers les cylindres et par conséquent une dégradation du fonctionnement du moteur, voire du moteur lui-même.
Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons :
Selon une réalisation, l’étape de limitation du remplissage est remplacée par une étape de consommation de l’eau condensée sur des points de fonctionnement moteur comme n’étant pas sensibles à une présence d’eau vis-à-vis des ratés de combustion.
Selon une réalisation, si la quantité d’eau stockée dans la ligne d’admission dépasse à la hausse un second seuil, le seuil de détection de ratés de combustion est adapté en fonction d’un niveau de criticité des points de fonctionnement.
Selon une réalisation, si la quantité d’eau stockée dans la ligne d’admission dépasse à la hausse un troisième seuil, un signal d’avertissement est émis et / ou une information de défaut est mémorisée.
L’invention a aussi pour objet un calculateur, caractérisé en ce qu’il comprend les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des variantes précédemment décrites.
L’invention a aussi pour objet un moteur thermique comprenant une ligne d’admission et un tel calculateur.
L’invention a aussi pour objet un véhicule équipé d’un tel moteur thermique pour son déplacement.
D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures dans lesquelles :
est une représentation schématique d’un moteur thermique conforme à l’invention.
est une représentation sous forme de logigramme du procédé de l’invention.
La présente un moteur thermique 1, par exemple un moteur à combustion interne à allumage commandé, comprenant un bloc-moteur avec au moins un cylindre 2, par exemple ici quatre cylindres, pour la combustion. Un tel moteur thermique peut équiper un véhicule, par exemple un véhicule pour permettre un déplacement de celui-ci.
Le moteur thermique 1 comporte en outre un calculateur, non représenté, comprenant les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à mise en œuvre du procédé détaillé après.
Le moteur thermique 1 est relié à une ligne 3 d’admission d’air et à une ligne 4 d’échappement des gaz brûlés. Le moteur thermique 1 comprend encore un turbocompresseur 5, avec son compresseur 6 disposé dans la ligne d’admission et sa turbine 7 disposée dans la ligne 4 d’échappement. La ligne 3 d’admission comprend encore une vanne 8 de dosage d’air pour le contrôle du débit d’air admis dans le moteur 1, pouvant être par exemple classiquement un boitier papillon, et un répartiteur 9 d’air vers les cylindres 2 du moteur thermique. La ligne 3 d’admission peut comprendre encore un filtre à air 10 placé en amont du compresseur 6 et un refroidisseur d’air de suralimentation 11 placé en aval du compresseur 8.
La présente la stratégie adoptée pour limiter les ratés de combustion dus à l’absorption d’une quantité d’eau trop importante dans les cylindres 2 du moteur. La stratégie consiste à déterminer la quantité d’eau présente dans la ligne d’air afin de pouvoir la prendre en compte dans le fonctionnement moteur et éviter de provoquer des ratés de combustion.
A cet effet au bloc Veca, on détermine la quantité d’eau condensée dans la ligne d’admission 3. La détermination de cette quantité d’eau condensée, Veca, peut se faire à partir d’un modèle utilisant des informations requises pour calculer cette quantité d’eau condensée. Ces informations sont la pression et la température d’air en aval du compresseur 6, respectivement Paac et Taac sur la , la pression atmosphérique, Patm, la température ambiante, Tamb. Ces informations peuvent encore comprendre une information issue d’un capteur de pluie, Cpl. L’information issue du capteur de pluie, Cpl, permet de préciser les conditions ambiantes (de « pas de pluie » à « intensité de pluie forte ») afin de faire un test de cohérence de la détermination de cette quantité d’eau condensée, Veca, et le taux d’hygrométrie de l’air admis, Ha.
Ensuite, au bloc Vecm, on détermine la quantité d’eau consommée lors du fonctionnement du moteur 1. La détermination de cette quantité d’eau consommée par le moteur, Vecm, peut se faire à partir d’un modèle utilisant des informations requises pour calculer cette quantité d’eau consommée. Ces informations sont le remplissage en air, Rair, le régime moteur, N, et la température d’air à l’admission de la ligne 3 d’admission, ainsi que la quantité d’eau, Veca, condensée dans la ligne d’admission 3.
Au bloc Vesa, on détermine ensuite la quantité d’eau stockée dans la ligne 3 d’admission d’air. La détermination de cette quantité d’eau stockée dans la ligne 3 d’admission, Vesa, d’air se fait par la différence entre la quantité d’eau condensée, Veca, et la quantité d’eau consommée par le moteur, Vecm.
La quantité d’eau stockée dans la ligne 3 d’admission d’air, Vesa, est ensuite comparée à au moins un seuil.
Si la quantité d’eau stockée dans la ligne 3 d’admission d’air, Vesa, dépasse à la hausse un premier seuil, Sx, il est prévu (bloc A) de limiter le remplissage afin de ne pas amener trop d’eau dans les cylindres sur un intervalle de temps trop petit. Cette mesure permet d’éviter les ratés de combustion.
A ce stade, on peut également prévoir (bloc B) de faire consommer l’eau condensée par le moteur sur des points de fonctionnement moteur (régime / charge) jugés comme n’étant pas ou peu sensibles à une présence d’eau dans les cylindres vis-à-vis des ratés de combustion. De tels points de fonctionnement sont par exemple des points de fonctionnement à fort débit.
Si la quantité d’eau stockée dans la ligne 3 d’admission d’air, Vesa, dépasse à la hausse un second seuil, Sy, il est prévu (bloc C) d’adapter les seuils de détection de ratés de combustion en fonction de la criticité des points de fonctionnement. L’adaptation des seuils de détection de ratés permet de considérer qu’un raté dû à la présence d’eau ne doit pas être considéré comme un raté destructif car il est transitoire (contrairement par exemple à des ratés dus à la casse d’une bougie moteur). Le compteur de ratés ne s’incrémente pas dans ces conditions et on ne remonter pas in fine de défaut moteur.
Si la quantité d’eau stockée dans la ligne 3 d’admission d’air, Vesa, dépasse à la hausse un troisième seuil, Sz, il est prévu (bloc D) d’émettre un signal d’avertissement. Cet avertissement peut être accompagné de l’application d’un mode de fonctionnement permettant l’absorption d’eau, ce mode de fonctionnement pouvant être celui du bloc B, ou d’une préconisation d’un roulage spécifique du véhicule. Une information de défaut peut également être mémorisée dans le calculateur pour permettre la remontée de ce défaut lors d’un relevé de diagnostic fait par exemple en après-vente.
L’invention permet de limiter les dégradations de fonctionnement du moteur dues à une absorption trop importante d’eau dans les cylindre. Cette invention permet donc des économies de coût de garantie et d’améliorer la qualité.

Claims (7)

  1. Procédé de limitation des ratés de combustion sur un moteur (1) thermique relié à une ligne (3) d’admission d’air, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :
    -détermination de la quantité d’eau (Veca) condensée dans la ligne (3) d’admission d’air,
    -détermination de la quantité d’eau (Vecm) consommée par le fonctionnement du moteur (1),
    -détermination de la quantité d’eau stockée (Vesa) dans la ligne d’admission et
    -limitation (A) du remplissage en air du moteur (1) si la quantité d’eau stockée (Vesa) dans la ligne d’admission (3) dépasse à la hausse un premier seuil (Sx).
  2. Procédé de limitation des ratés de combustion sur un moteur (1) thermique relié à une ligne (3) d’admission d’air, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de :
    -détermination de la quantité d’eau (Veca) condensée dans la ligne (3) d’admission d’air,
    -détermination de la quantité d’eau (Vecm) consommée par le fonctionnement du moteur (1),
    -détermination de la quantité d’eau stockée (Vesa) dans la ligne d’admission et
    - consommation (B) de l’eau condensée sur des points de fonctionnement moteur comme n’étant pas sensibles à une présence d’eau vis-à-vis des ratés de combustion.
  3. Procédé selon revendication 2, caractérisé en ce que si la quantité d’eau stockée (Vesa) dans la ligne d’admission (3) dépasse à la hausse un second seuil (Sy), le seuil de détection de ratés de combustion est adapté en fonction d’un niveau de criticité des points de fonctionnement.
  4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que si la quantité d’eau stockée (Vesa) dans la ligne d’admission (3) dépasse à la hausse un troisième seuil (Sz), un signal d’avertissement est émis et / ou une information de défaut est mémorisée.
  5. Calculateur, caractérisé en ce qu’il comprend les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  6. Moteur thermique (1) comprenant une ligne d’admission (3), caractérisé en ce qu’il comprend un calculateur selon la revendication précédente.
  7. Véhicule, caractérisé en ce qu’il est équipé d’un moteur thermique (1) selon la revendication précédente pour son déplacement.
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