WO2020070179A1 - Procede de detection du colmatage d'un filtre a air - Google Patents

Procede de detection du colmatage d'un filtre a air

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WO2020070179A1
WO2020070179A1 PCT/EP2019/076678 EP2019076678W WO2020070179A1 WO 2020070179 A1 WO2020070179 A1 WO 2020070179A1 EP 2019076678 W EP2019076678 W EP 2019076678W WO 2020070179 A1 WO2020070179 A1 WO 2020070179A1
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WO
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pressure
cylinder
air
intake manifold
clogging
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/076678
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English (en)
Inventor
Xavier Moine
Xavier BELIN
Original Assignee
Continental Automotive France
Continental Automotive Gmbh
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Publication date
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Priority to US17/282,684 priority patent/US11333113B2/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/02—Air cleaners
    • F02M35/08—Air cleaners with means for removing dust, particles or liquids from cleaners; with means for indicating clogging; with by-pass means; Regeneration of cleaners
    • F02M35/09—Clogging indicators ; Diagnosis or testing of air cleaners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10373—Sensors for intake systems
    • F02M35/1038—Sensors for intake systems for temperature or pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406—Intake manifold pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/14—Timing of measurement, e.g. synchronisation of measurements to the engine cycle

Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting a clogging of an air filter in an internal combustion engine.
  • the replacement of an air filter is most often carried out according to indications given by the manufacturer. It can thus be recommended to change an air filter after a predetermined number of hours, this number can be determined according to a medium of use (more or less polluted environment). However, most often, the actual conditions of use are not taken into account.
  • Such a system can be optionally mounted (and after-sales) on the air filter. It has two pressure sensors which must be relatively precise in order not to give false information.
  • Document JP2009074410 discloses a method for detecting the clogging of an air filter by an electronic control unit which is a fuel injection control device in which the density control system is provided for determining an amount of fuel injection by predicting an amount of intake air based on the detected engine speed and intake manifold pressure values, the difference between the average value and the minimum manifold pressure values Admission detected continuously is calculated.
  • the difference is at least less than a predetermined clogging determination value
  • the air filter is determined to be clogged, and a trouble code lamp serving as a display means is turned on.
  • This system is integrated into the original engine but requires the presence of several pressure sensors.
  • a detection system does not work with a carburetor engine.
  • the clogging detection is made when the measured pressure difference is less than a predetermined value. Therefore, to avoid detection errors, the sensors must be precise.
  • Document DE10358462 relates more particularly to an air filter fouling detection device for a supercharged combustion engine.
  • the detection is carried out when the engine is idling (no load) and uses two sensors, a sensor for atmospheric pressure and a sensor for the intake pressure, downstream of a compressor.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method for detecting clogging of an air filter operating on the basis of information usually accessible in an engine.
  • the present invention provides a method for detecting clogging of an air filter in an internal combustion engine comprising, on the one hand, at least one piston moving in a cylinder and, on the other hand , a fresh air intake manifold and a device capable of varying the section of air passage in said intake manifold.
  • this method comprises the following steps when the air passage section in the intake manifold is greater than a predetermined passage section:
  • This process can detect clogging of an air filter only by measuring the pressure in the intake manifold.
  • a pressure sensor is provided in this tubing to know the air flow entering the engine.
  • the clogging detection method thus works with a sensor usually present in an engine.
  • this sensor is present in the engine, the detection of clogging can be easily managed by a control and management unit integrated into the engine. The clogging detection function can therefore be integrated directly into the corresponding vehicle (or other device).
  • the pressure measurement at the end of the air intake phase in a cylinder can be carried out when the corresponding piston is at its bottom dead center, for example ⁇ 20 ° from its bottom dead center .
  • the pressure measurement at the end of the exhaust phase in a cylinder can be carried out when the corresponding piston is approximately - 30 ° from its top dead center, for example between - 50 ° and - 10 ° from its top dead center.
  • the above detection method can provide that the air filter is considered to be clogged when several steps for determining the clogging of the air filter have led to an estimation of the clogged air filter.
  • the detection method advantageously also includes a signaling step, for example visual or acoustic, when a clogging of the air filter is detected.
  • the detection method according to the invention comprises the following steps when the air passage section in the intake manifold is greater than a predetermined passage section:
  • the present invention also relates to a computer program product, comprising a series of code instructions for implementing a method for detecting a clogging of an air filter in an internal combustion engine as described above, when it is implemented by a computer.
  • the present invention further relates to a device for detecting a clogging of an air filter in an internal combustion engine comprising:
  • said device comprising electronic means configured for:
  • an internal combustion engine characterized in that it comprises a device for detecting clogging of an air filter as defined above is also an object of the present invention.
  • FIG. 1 is a curve of variation of the pressure in an intake manifold of a twin-cylinder engine
  • FIG. 2 is a flow diagram illustrating a method for detecting the clogging of an air filter of the engine in question.
  • the following description relates to a method for detecting clogging of an air filter of a combustion engine.
  • a four-stroke two-cylinder engine The invention can be implemented with several types of engine, but preferably with single or twin cylinder four-stroke engines or with two-stroke single-cylinder engines.
  • the invention is more particularly, but not exclusively, intended for engines working under severe conditions, in particular in atmospheres particularly loaded with dust and / or dirt. It can be for example a machine such as a professional lawn mower which is often required to work in an atmosphere very loaded with dust, or in another example it can be a motorcycle called enduro or all land.
  • FIG. 1 illustrates the variation of the pressure in an intake manifold of a 90 ° V twin-cylinder engine.
  • the pressure in the intake manifold decreases when air enters a cylinder (usually by opening an intake valve).
  • the pressure increases when there is no more air entering the cylinders.
  • the valve opening times expressed in degrees of engine rotation, or ° CRK, are roughly the same each time.
  • the times during which the two intake valves (for a four-valve engine) are closed is once short and once longer due to the geometry of the motor (V at 90 °).
  • the pressure in the intake manifold has more time to substantially reach the outside atmospheric pressure.
  • the other times, when the two intake valves are closed for a shorter time the pressure in the intake manifold does not reach atmospheric pressure when an intake valve opens. There are thus on the one hand the main pressure peaks 2 and on the other hand the intermediate pressure peaks 4.
  • the opening times of the intake valves are identical.
  • a valve opens the pressure in the intake manifold corresponds either to a main pressure peak 2, or to an intermediate pressure peak 4.
  • the pressure at l The opening of the intake valve is less, so the pressure on closing of this valve is also less.
  • the pressure in the intake manifold then corresponds to a main pressure trough 6.
  • the invention is based on the following original observation: if the air filter is clogged, during the opening of an intake valve, which is relatively brief, the air drawn into the cylinder will not normally be replaced in the intake manifold thus creating greater depression in the intake manifold. This is all the more marked when an inlet valve is opened following an intermediate pressure peak 4.
  • the engine is supplied with air through the intake manifold.
  • To regulate the air flow in the engine it is usual to vary the section of air passage in the manifold.
  • Conventionally, the regulation of the air flow is done using a flap pivoting around an axis perpendicular to the tubular intake flap generally called (and thereafter) butterfly ("throttle valve" in English).
  • the pressure measurements are made when the opening of the butterfly, which can be expressed in degrees (between 0 ° and 90 °), is greater than a given value depending on the engine speed w.
  • PAP is called the butterfly opening position.
  • the letter “Y” corresponds to "yes” while the letter “N” corresponds to "no".
  • a first pressure measurement is made. This measurement is a measurement of the pressure in the intake manifold, downstream of the throttle valve and upstream of the intake valves. Most engines incorporate a pressure sensor there to monitor the flow of air through the engine.
  • the first pressure measurement is always made when the same first piston reaches its bottom dead center, ie 180 ° before the top dead center of combustion of the first cylinder.
  • the pressure in the intake manifold then corresponds to an intermediate pressure depression 8.
  • the following pressure measurement is carried out 90 ° CRK, or 270 ° after the first measurement . It corresponds to the bottom dead center at the end of the second piston intake phase. These pressure measurements are preferably made at bottom dead center.
  • ° CRK the angular position of a flywheel of the engine and which makes it possible to define the precise position of the mobile elements of this engine.
  • a third pressure measurement is made corresponding to a main pressure peak 2. This peak is reached at the end of the exhaust phase in the first cylinder, that is to say before the first piston reaches its top crossover dead center.
  • the third pressure measurement is made approximately when the piston of the second cylinder begins to descend and the intake valves are still closed. This position corresponds to approximately 30 ° CRK before top dead center crossing of the first piston.
  • MAPI The three pressure measurements in the order in which they are carried out are called MAPI, MAP2 and MAP3.
  • MAPI and MAP2 correspond to a pressure trough and MAP3 to a pressure peak.
  • MAP MAP3 - (MAPI + MAP2) / 2.
  • the MAP value When the MAP value is greater than a predetermined value, it is estimated that the air filter is clogged.
  • the predetermined value is defined according to the admissible degree of clogging. It depends on the engine speed w and the position (angular) of the throttle, position called TPS.
  • the value MAP3 In the determination of MAP above, the value MAP3 is substantially constant and corresponds substantially to atmospheric pressure. The geometry of the intake manifold also influences this value, but always in the same way.
  • the MAPI and MAP2 values decrease when the air filter is clogged. Indeed, the air then has difficulty in reaching the engine and there is then a greater depression in the intake manifold when the air is sucked into the cylinders. As a result, the MAP difference increases with the clogging of the air filter.
  • an incremental value N is provided which is incremented, for example by one, when a clogging is detected and which is decremented, for example by one, when the MAP value remains below the predefined threshold.
  • N exceeds a value No, the air filter is considered to be clogged and an indicator light comes on.
  • the above method has the advantage of not requiring the presence of a specific sensor to carry out a detection of clogging (or fouling or blockage) of an air filter.
  • Another advantage of this process is that it uses only one sensor. Thus, even if the absolute value measured by the sensor is incorrect, the detection being based on pressure differences, the sensor can work reliably. For this reason also (only one sensor), the detection remains reliable even when the external conditions change: altitude variation, modification of the external atmospheric pressure, ....
  • the process described can also be adapted to single-cylinder, two-stroke or four-stroke engines.
  • This process can also be implemented with a carburetor engine.
  • the pressure measurement strategy will have to be adapted. The idea is to measure a depression in the intake manifold at the end of the intake phase in at least one cylinder and to compare this depression to a "high" pressure in this manifold as occurs just after a phase of exhaust in a cylinder.
  • the detection is done, on the one hand, when the pressure (or pressure difference) is greater than a predetermined threshold and, on the other hand, that this detection is done according to the engine parameters (here the engine speed and the opening angle of the intake throttle) enables clogging detection as close as possible to the clogging state of the air filter.
  • the engine parameters here the engine speed and the opening angle of the intake throttle
  • the number of pressure measurements can be adapted.
  • One can have one or more than two low pressure measurements.
  • one could plan to make two (or more) high pressure measurements.
  • it has been proposed to make the arithmetic mean of the measured values.
  • Another calculation to take these pressures into account could be considered, for example a weighted average to give more importance to this or that measure.
  • the detection is only carried out when the butterfly is fully open. This limits the ranges in which a detection is performed but does not detract from the reliability of the detection.
  • the management of false detections can be entirely different from the management proposed above using the incremental variable N.
  • the present invention is not limited to the embodiment of the method described above and to the variants mentioned but it also relates to the variants within the reach of the skilled person.

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de détection d'un colmatage d'un filtre à air comportant les étapes suivantes lorsque la section de passage d'air dans une tubulure d'admission est supérieure à une section de passage prédéterminée : - mesure d'une pression dans la tubulure d'admission en fin d'une phase d'admission d'air dans un cylindre, - mesure d'une pression dans la tubulure d'admission en fin de phase d'échappement dans un cylindre, - détermination du colmatage du filtre à air selon une comparaison faite entre, d'une part, au moins une pression mesurée au cours d'au moins une mesure de pression en fin de phase d'admission d'air dans un cylindre et, d'autre part, au moins une pression mesurée au cours d'au moins une mesure de pression en fin de phase d'échappement, le filtre étant estimé colmaté lorsque la comparaison donne une valeur supérieure à une valeur prédéterminée.

Description

PROCEDE DE DETECTION DU COLMATAGE D'UN FILTRE A AIR
La présente invention concerne un procédé de détection d’un colmatage d’un filtre à air dans un moteur à combustion interne.
Le remplacement d’un filtre à air est le plus souvent réalisé en fonction d’indications données par le constructeur. Il peut être ainsi recommandé de changer un filtre à air après un nombre d’heures prédéterminé, ce nombre pouvant être déterminé en fonction d’un milieu d’utilisation (environnement plus ou moins pollué). Toutefois, le plus souvent, les conditions réelles d’utilisation ne sont pas prises en compte.
Il est connu alors d’utiliser un système de mesure de pression en amont et en aval du filtre à air pour déterminer son niveau de colmatage.
Un tel système peut être monté en option (et en après-vente) sur le filtre à air. Il comporte deux capteurs de pression qui doivent être relativement précis pour ne pas donner de fausses informations.
Le document JP2009074410 divulgue un procédé de détection du colmatage d’un filtre à air par une unité de commande électronique qui est un dispositif de commande d’injection de carburant dans lequel le système de contrôle de la densité est prévu pour déterminer une quantité d’injection de carburant en prédisant une quantité d’air d’admission en fonction de la vitesse de rotation du moteur détectée et de valeurs de pression de la tubulure d'admission, la différence entre la valeur moyennée et la valeur minimale des pressions de la tubulure d'admission détectées en continu est calculée. Lorsque la différence est au moins inférieure à une valeur de détermination de colmatage prédéterminée, le filtre à air est déterminé comme étant bouché, et une lampe de code de panne servant de moyen d'affichage est allumée.
Ce système est intégré au moteur d’origine mais nécessite la présence de plusieurs capteurs de pression. De plus, un tel système de détection ne fonctionne pas avec un moteur à carburateur. En outre, la détection du colmatage est faite lorsque la différence de pression mesurée est inférieure à une valeur prédéterminée. De ce fait, pour éviter des erreurs de détection, les capteurs doivent être précis.
Le document DE10358462 concerne plus particulièrement un dispositif de détection d’encrassement de filtre à air pour un moteur à combustion suralimenté. Ici la détection est réalisée lorsque le moteur est au ralenti (pas de charge) et utilise deux capteurs, un capteur pour la pression atmosphérique et un capteur de la pression d’admission, en aval d’un compresseur.
La présente invention a alors pour but de fournir un procédé de détection de colmatage d’un filtre à air fonctionnant à partir d’informations habituellement accessibles dans un moteur. À cet effet, la présente invention propose un procédé de détection d’un colmatage d’un filtre à air dans un moteur à combustion interne comportant, d'une part, au moins un piston se déplaçant dans un cylindre et, d'autre part, une tubulure d’admission d’air frais et un dispositif apte à faire varier la section de passage d’air dans ladite tubulure d’admission.
Selon l’invention, ce procédé comporte les étapes suivantes lorsque la section de passage d’air dans la tubulure d’admission est supérieure à une section de passage prédéterminée :
- mesure d’une pression dans la tubulure d’admission en fin d’une phase d’admission d’air dans un cylindre,
- mesure d’une pression dans la tubulure d’admission en fin de phase d’échappement dans un cylindre,
- détermination du colmatage du filtre à air selon une comparaison faite entre, d'une part, au moins une pression mesurée au cours d’au moins une mesure de pression en fin de phase d’admission d’air dans un cylindre et, d'autre part, au moins une pression mesurée au cours d’au moins une mesure de pression en fin de phase d’échappement, le filtre étant estimé colmaté lorsque la comparaison donne une valeur supérieure à une valeur prédéterminée.
Ce procédé permet de détecter un colmatage d’un filtre à air uniquement en mesurant la pression dans la tubulure d’admission. Habituellement, un capteur de pression est prévu dans cette tubulure pour connaître le débit d’air entrant dans le moteur. Le procédé de détection de colmatage fonctionne ainsi avec un capteur habituellement présent dans un moteur. En outre, comme ce capteur est présent dans le moteur, la détection du colmatage peut être gérée facilement par une unité de commande et de gestion intégrée au moteur. La fonction de détection de colmatage peut donc être intégrée directement au véhicule (ou autre dispositif) correspondant.
Dans le procédé de détection proposé, la mesure de pression en fin de phase d’admission d’air dans un cylindre peut être effectuée lorsque le piston correspondant se trouve à son point mort bas, par exemple à ± 20° de son point mort bas.
De même, dans ce procédé, la mesure de pression en fin de phase d’échappement dans un cylindre peut être effectuée lorsque le piston correspondant se trouve à environ - 30° de son point mort haut, par exemple entre - 50° et - 10° de son point mort haut.
Pour éviter de fausses détections, le procédé de détection ci-dessus peut prévoir que le filtre à air est considéré comme colmaté lorsque plusieurs étapes de détermination du colmatage du filtre à air ont conduit à une estimation de filtre à air colmaté. Pour signaler un colmatage à un utilisateur, le procédé de détection comporte avantageusement aussi une étape de signalement, par exemple visuel ou acoustique, lorsqu’un colmatage du filtre à air est détecté.
Dans le cas particulier d’un moteur bicylindre, le procédé de détection selon l'invention comporte les étapes suivantes lorsque la section de passage d’air dans la tubulure d’admission est supérieure à une section de passage prédéterminée :
- mesure d’une pression dans la tubulure d’admission en fin d’une phase d’admission d’air dans un premier cylindre,
- mesure d’une pression dans la tubulure d’admission en fin d’une phase d’admission d’air dans le second cylindre,
- mesure d’une pression dans la tubulure d’admission en fin de phase d’échappement dans le premier cylindre,
- détermination du colmatage du filtre à air en calculant la différence entre, d'une part, la pression mesurée en fin d’échappement dans le premier cylindre et, d'autre part, la moyenne des deux pressions mesurées en fin de phase d’admission d’air dans le premier cylindre et dans le second cylindre et en comparant ladite différence avec une valeur de pression prédéterminée, le filtre étant estimé colmaté lorsque la comparaison donne une valeur supérieure à ladite valeur prédéterminée.
La présente invention concerne également un produit programme d’ordinateur, comprenant une série d’instructions de code pour la mise en oeuvre d’un procédé de détection d’un colmatage d’un filtre à air dans un moteur à combustion interne tel que décrit ci-dessus, quand il est mis en oeuvre par un calculateur.
La présente invention concerne en outre un dispositif de détection d’un colmatage d’un filtre à air dans un moteur à combustion interne comprenant :
- des moyens de détermination du régime du moteur,
- un calculateur électronique,
- une tubulure d’admission d’air frais,
- un capteur de pression apte à mesurer la pression dans la tubulure d’admission, et
- un dispositif apte à faire varier la section de passage d’air dans ladite tubulure d’admission,
ledit dispositif comportant des moyens électroniques configurés pour :
- mesurer une pression dans la tubulure d’admission en fin d’une phase d’admission d’air dans un cylindre,
- mesurer une pression dans la tubulure d’admission en fin de phase d’échappement dans un cylindre, - déterminer un colmatage du filtre à air selon une comparaison faite entre, d'une part, au moins une pression mesurée au cours d’au moins une mesure de pression en fin de phase d’admission d’air dans un cylindre et, d'autre part, au moins une pression mesurée au cours d’au moins une mesure de pression en fin de phase d’échappement, le filtre étant estimé colmaté lorsque la comparaison donne une valeur supérieure à une valeur prédéterminée.
Enfin, un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif de détection de colmatage d’un filtre à air tel que défini ci-dessus est aussi un objet de la présente invention.
Des détails et avantages de la présente invention apparaîtront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel :
La figure 1 est une courbe de variation de la pression dans une tubulure d’admission d’un moteur bicylindre, et
La figure 2 est un logigramme illustrant un procédé pour détecter le colmatage d’un filtre à air du moteur considéré.
La description qui suit concerne un procédé de détection de colmatage d’un filtre à air d’un moteur à combustion. À titre purement illustratif et non limitatif, on considère ici un moteur bicylindre à quatre temps. L’invention peut être mise en oeuvre avec plusieurs types de moteurs mais de préférence avec des moteurs quatre temps mono- ou bi-cylindre ou avec des moteurs monocylindres deux temps.
L’invention est plus particulièrement, mais non exclusivement, destinée à des moteurs travaillant dans des conditions sévères, notamment dans des atmosphères particulièrement chargées en poussières et/ou saletés. Il peut s’agir par exemple d’une machine telle une tondeuse à gazon professionnelle qui est souvent amenée à travailler dans une atmosphère très chargée en poussières, ou bien dans un autre exemple il peut s’agir d’une moto dite enduro ou tous terrains.
La figure 1 illustre la variation de la pression dans une tubulure d’admission d’un moteur bicylindre en V à 90°. On a choisi sur cette figure comme origine de la position angulaire du moteur le point mort haut combustion d’un premier cylindre. Comme on peut le voir sur cette figure, il y a des pics de pressions principaux 2 et des pics de pression intermédiaires 4. De même, il y a des creux de pression principaux 6 et des creux de pression intermédiaires 8. La pression dans la tubulure d’admission diminue lorsque de l’air entre dans un cylindre (généralement par ouverture d’une soupape d’admission). La pression augmente lorsqu’il n’y a plus d’air entrant dans les cylindres. Les temps d’ouverture d’une soupape, exprimés en degrés de rotation du moteur, ou ° CRK, sont sensiblement les mêmes à chaque fois. Par contre, les temps pendant lesquels les deux soupapes d’admission (pour un moteur à quatre soupapes) sont fermées est une fois court et une fois plus long du fait de la géométrie du moteur (V à 90°). Ainsi, quand les deux soupapes d’admission sont fermées plus longtemps, la pression dans la tubulure d’admission a plus de temps pour atteindre sensiblement la pression atmosphérique extérieure. Par contre, les autres fois, lorsque les deux soupapes d’admission sont fermées moins longtemps, la pression dans la tubulure d’admission n’arrive pas à atteindre la pression atmosphérique lorsqu’une soupape d’admission s’ouvre. On a ainsi d’une part les pics de pression principaux 2 et d’autre part les pics de pression intermédiaires 4.
Comme indiqué ci-dessus, les temps d’ouverture des soupapes d’admission sont identiques. Par contre, comme il ressort de la figure 1 , lorsqu’une soupape s’ouvre la pression dans la tubulure d’admission correspond soit à un pic de pression principal 2, soit à un pic de pression intermédiaire 4. Quand la pression à l’ouverture de la soupape d’admission est moindre, alors la pression à la fermeture de cette soupape est moindre également. La pression dans la tubulure d’admission correspond alors à un creux de pression principal 6.
L’invention est basée sur la constatation originale suivante : si le filtre à air est colmaté, pendant l’ouverture d’une soupape d’admission, qui est relativement brève, l’air aspiré dans le cylindre ne sera pas normalement remplacé dans la tubulure d’admission créant ainsi une plus grande dépression dans la tubulure d’admission. Ceci est d’autant plus marqué à l’ouverture d’une soupape d’admission suite à un pic de pression intermédiaire 4.
Il est alors proposé avec le logigramme de la figure 2 de venir mesurer la pression dans la tubulure d’admission correspondant à des creux de pression successifs, un creux de pression intermédiaire 8 et un creux de pression principal 6, d’en faire la moyenne (arithmétique) et de comparer cette moyenne avec la valeur de la pression correspondant au pic de pression principal 2 suivant.
Le moteur est alimenté en air par la tubulure d’admission. Pour réguler le flux d’air dans le moteur, il est habituel de faire varier la section de passage de l’air dans la tubulure. De manière classique, la régulation du flux d’air se fait à l’aide d’un volet pivotant autour d’un axe perpendiculaire à la tubulaire d’admission volet appelé généralement (et par la suite) papillon (« throttle valve » en anglais).
Pour la détection du colmatage d’un filtre à air, qui se trouve en amont du papillon, on prévoit de ne réaliser des mesures de pression que lorsque le papillon est entièrement ouvert ou presqu’entièrement ouvert. Dans une variante de réalisation préférée illustrée à la figure 2, les mesures de pression sont réalisées lorsque l’ouverture du papillon, qui peut s’exprimer en degrés (entre 0° et 90°), est supérieure à une valeur donnée en fonction du régime moteur w. Sur la figure 2, on appelle PAP la position d’ouverture du papillon. Sur cette figure, la lettre « Y » correspond à « oui » tandis que la lettre « N » correspond à « non ». Ainsi si l’ouverture du papillon n’est pas suffisante par rapport au régime du moteur w, on attend que la condition d’ouverture du papillon soit remplie pour effectuer des mesures de pression.
Lorsque le papillon est suffisamment ouvert, une première mesure de pression est réalisée. Cette mesure est une mesure de la pression dans la tubulure d’admission, en aval du papillon et en amont des soupapes d’admission. La plupart des moteurs intègrent un capteur de pression à cet endroit pour contrôler le débit d’air dans le moteur. La première mesure de pression est faite toujours lorsque le même premier piston arrive à son point mort bas, soit 180° avant le point mort haut combustion du premier cylindre. La pression dans la tubulure d’admission correspond alors à un creux de pression intermédiaire 8. Dans la présente configuration (moteur bicylindre en V à 90°), la mesure de pression suivante est réalisée 90° CRK, soit 270° après la première mesure. Elle correspond au point mort bas en fin de phase d’admission du second piston. Ces mesures de pression se font de préférence au point mort bas. Elles peuvent aussi être faites lorsque l’un et/ou l’autre piston se trouvent dans une autre position à proximité de leur point mort bas, par exemple à ± 20° CRK de ce point mort bas. On appelle ici de manière habituelle ° CRK la position angulaire d’un volant moteur du moteur et qui permet de définir la position précise des éléments mobiles de ce moteur.
Après ces deux mesures de pression, on fait une troisième mesure de pression correspondant à un pic de pression principal 2. Ce pic est atteint en fin de phase d’échappement dans le premier cylindre, c’est-à-dire avant que le premier piston atteigne son point mort haut croisement. La troisième mesure de pression se fait environ lorsque le piston du second cylindre commence à redescendre et que les soupapes d’admission sont encore fermées. Cette position correspond à environ 30° CRK avant le point mort haut croisement du premier piston.
On appelle MAPI , MAP2 et MAP3 les trois mesures de pression dans l’ordre dans lequel elles sont réalisées. MAPI et MAP2 correspondent à un creux de pression et MAP3 à un pic de pression.
Lorsque ces trois mesures sont réalisées, on calcule :
- la moyenne des deux premières pressions mesurées, c’est-à-dire (MAPI + MAP2)/2, et
- la différence, appelée MAP, entre MAP3 et cette moyenne :
MAP = MAP3 - (MAPI + MAP2)/2.
Lorsque la valeur MAP est supérieure à une valeur prédéterminée, on estime que le filtre à air est colmaté. La valeur prédéterminée est définie en fonction du degré de colmatage admissible. Elle dépend du régime moteur w et de la position (angulaire) du papillon, position appelée TPS. Dans la détermination de MAP ci-dessus, la valeur MAP3 est sensiblement constante et correspond sensiblement à la pression atmosphérique. La géométrie de la tubulure d’admission influe également sur cette valeur, mais toujours de la même manière. Par contre, les valeurs MAPI et MAP2 diminuent lorsque le filtre à air est colmaté. En effet, l’air a alors des difficultés pour arriver au moteur et on observe alors une plus grande dépression dans la tubulure d’admission lorsque l’air est aspiré dans les cylindres. De ce fait, la différence MAP augmente avec le colmatage du filtre à air.
Pour éviter de fausses détections du colmatage du filtre à air, il est prévu de manière préférée, comme illustré sur la figure 2, d’avoir plusieurs détections de colmatage avant de considérer le filtre comme colmaté. Ainsi, on prévoit une valeur incrémentale N qui est incrémentée, par exemple d’une unité, lorsqu’un colmatage est détecté et qui est décrémentée, par exemple d’une unité, lorsque la valeur MAP reste en-dessous du seuil prédéfini. Lorsque N dépasse alors une valeur No, le filtre à air est considéré comme colmaté et un voyant s’allume.
On réalise ainsi une détection fiable du colmatage d’un filtre à air et l’utilisateur est averti par l’allumage du voyant de la nécessité de changer ce filtre.
Le procédé ci-dessus présente comme avantage de ne pas nécessiter la présence d’un capteur spécifique pour réaliser une détection de colmatage (ou encrassement ou bouchage) d’un filtre à air.
Un autre avantage de ce procédé est qu’il n’utilise qu’un seul capteur. Ainsi, même si la valeur absolue mesurée par le capteur est erronée, la détection étant basée sur des différences de pression, le capteur peut travailler de manière fiable. Pour cette raison aussi (un seul capteur), la détection reste fiable même lorsque les conditions extérieures changent : variation d’altitude, modification de la pression atmosphérique extérieure, ... .
Le procédé décrit peut aussi s’adapter à des moteurs monocylindres, à deux temps ou quatre temps. Ce procédé peut aussi être mis en oeuvre avec un moteur à carburateur. Selon le moteur, la stratégie de mesure de pression devra être adaptée. L’idée est de mesurer une dépression dans la tubulure d’admission en fin de phase d’admission dans au moins un cylindre et de comparer cette dépression à une « haute » pression dans cette tubulure comme cela se produit juste après une phase d’échappement dans un cylindre.
Le fait que la détection se fasse, d'une part, lorsque la pression (ou différence de pression) est supérieure à un seuil prédéterminé et, d'autre part, que cette détection se fasse en fonction des paramètres moteur (ici le régime moteur et l’angle d’ouverture du papillon d’admission) permet d’avoir une détection du colmatage au plus près de l’état de colmatage du filtre à air. L’homme du métier envisagera de nombreuses variantes de réalisation pour détecter un colmatage de filtre à air sur la base de la description qui précède.
Ainsi par exemple le nombre de mesures de pression (basse pression et haute pression) peut être adapté. On peut avoir une seule, ou bien plus de deux, mesure de basse pression. De même, au lieu d’avoir une seule mesure de haute pression, on pourrait prévoir de faire deux (ou plus) mesures de hautes pressions. Quand plusieurs pressions (d’un même type, basse ou haute) sont mesurées, il a été proposé de faire la moyenne arithmétique des valeurs mesurées. Un autre calcul pour tenir compte de ces pressions pourrait être envisagé, par exemple une moyenne pondérée pour donner plus d’importance à telle ou telle mesure.
Pour simplifier le procédé, on pourrait prévoir que la détection n’est réalisée que lorsque le papillon est entièrement ouvert. Ceci limite les plages dans lesquelles une détection est réalisée mais n’enlève rien à la fiabilité de la détection.
La gestion des fausses détections peut être tout à fait différente de la gestion proposée ci-dessus à l’aide de la variable incrémentale N. On pourrait par exemple prévoir qu’il faut un nombre prédéterminé de détections successives pour déterminer que le filtre est colmaté.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation du procédé décrite ci-dessus et aux variantes évoquées mais elle concerne également les variantes de réalisation à la portée de l’homme du métier.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de détection d’un colmatage d’un filtre à air dans un moteur à combustion interne comportant, d'une part, au moins un piston se déplaçant dans un cylindre et, d'autre part, une tubulure d’admission d’air frais et un dispositif apte à faire varier la section de passage d’air dans ladite tubulure d’admission,
caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes lorsque la section de passage d’air dans la tubulure d’admission est supérieure à une section de passage prédéterminée :
- mesure d’une pression dans la tubulure d’admission en fin d’une phase d’admission d’air dans un cylindre,
- mesure d’une pression dans la tubulure d’admission en fin de phase d’échappement dans un cylindre,
- détermination du colmatage du filtre à air selon une comparaison faite entre, d'une part, au moins une pression mesurée au cours d’au moins une mesure de pression en fin de phase d’admission d’air dans un cylindre et, d'autre part, au moins une pression mesurée au cours d’au moins une mesure de pression en fin de phase d’échappement, le filtre étant estimé colmaté lorsque la comparaison donne une valeur supérieure à une valeur prédéterminée.
2. Procédé de détection selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la mesure de pression en fin de phase d’admission d’air dans un cylindre est effectuée lorsque le piston correspondant se trouve à son point mort bas, par exemple à ± 20° de son point mort bas.
3. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la mesure de pression en fin de phase d’échappement dans un cylindre est effectuée lorsque le piston correspondant se trouve à environ - 30° de son point mort haut, par exemple entre - 50° et - 10° de son point mort haut.
4. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le filtre à air est considéré comme colmaté lorsque plusieurs étapes de détermination du colmatage du filtre à air ont conduit à une estimation de filtre à air colmaté.
5. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape de signalement, par exemple visuel ou acoustique, lorsqu’un colmatage du filtre à air est détecté.
6. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moteur à combustion interne comporte deux pistons se déplaçant chacun dans un cylindre et en ce qu’il comporte les étapes suivantes lorsque la section de passage d’air dans la tubulure d’admission est supérieure à une section de passage prédéterminée :
- mesure d’une pression dans la tubulure d’admission en fin d’une phase d’admission d’air dans un premier cylindre,
- mesure d’une pression dans la tubulure d’admission en fin d’une phase d’admission d’air dans le second cylindre,
- mesure d’une pression dans la tubulure d’admission en fin de phase d’échappement dans le premier cylindre,
- détermination du colmatage du filtre à air en calculant la différence entre, d'une part, la pression mesurée en fin d’échappement dans le premier cylindre et, d'autre part, la moyenne des deux pressions mesurées en fin de phase d’admission d’air dans le premier cylindre et dans le second cylindre et en comparant ladite différence avec une valeur de pression prédéterminée, le filtre étant estimé colmaté lorsque la comparaison donne une valeur supérieure à ladite valeur prédéterminée.
7. Produit programme d’ordinateur, comprenant une série d’instructions de code pour la mise en oeuvre d’un procédé de détection d’un colmatage d’un filtre à air dans un moteur à combustion interne selon l'une des revendications 1 à 6, quand il est mis en oeuvre par un calculateur électronique.
8. Dispositif de détection d’un colmatage d’un filtre à air dans un moteur à combustion interne comprenant :
- des moyens de détermination du régime du moteur,
- un calculateur électronique,
- une tubulure d’admission d’air frais,
- un capteur de pression apte à mesurer la pression dans la tubulure d’admission, et
- un dispositif apte à faire varier la section de passage d’air dans ladite tubulure d’admission, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte des moyens électroniques configurés pour :
- mesurer une pression dans la tubulure d’admission en fin d’une phase d’admission d’air dans un cylindre,
- mesurer une pression dans la tubulure d’admission en fin de phase d’échappement dans un cylindre,
- déterminer un colmatage du filtre à air selon une comparaison faite entre, d'une part, au moins une pression mesurée au cours d’au moins une mesure de pression en fin de phase d’admission d’air dans un cylindre et, d'autre part, au moins une pression mesurée au cours d’au moins une mesure de pression en fin de phase d’échappement, le filtre étant estimé colmaté lorsque la comparaison donne une valeur supérieure à une valeur prédéterminée.
9. Moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif de détection de colmatage d’un filtre à air selon la revendication 8.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2701217A1 (fr) * 1993-02-09 1994-08-12 Robin Roger Claude Dispositif de détection d'encrassement d'un filtre à air.
DE10056431A1 (de) * 2000-11-14 2002-05-23 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose des Strömungswiderstands im Ansaugtrakt von Brennkraftmaschinen
DE10358462A1 (de) 2003-12-13 2005-07-14 Man Nutzfahrzeuge Ag Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung des Verschmutzungsgrades einer Luftfiltereinheit für einen Verbrennungsmotor
JP2009074410A (ja) 2007-09-20 2009-04-09 Nikki Co Ltd エアクリーナの詰まり検出方法及び検出装置
DE102017223639B3 (de) * 2017-12-22 2019-04-25 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Verschmutzungsgrades eines Luftfilters einer Verbrennungskraftmaschine

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3019432B2 (ja) 1990-06-08 2000-03-13 株式会社デンソー ダストフィルタの目詰まり検出装置
US7012685B1 (en) 2001-08-06 2006-03-14 Wilson David J Clogged filter detector
JP3985098B2 (ja) 2003-03-31 2007-10-03 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
JP4461368B2 (ja) * 2004-06-01 2010-05-12 株式会社ニッキ エンジン用エアクリーナの目詰まり検出方法
US7509845B2 (en) * 2007-02-12 2009-03-31 Gm Global Technology Operations, Inc. Throttle inlet absolute air pressure sensor for dirty air filter detection
WO2009132182A1 (fr) * 2008-04-23 2009-10-29 Carrier Corporation Procédé pour déterminer un état de filtre à air
US8327695B2 (en) * 2010-02-11 2012-12-11 GM Global Technology Operations LLC Restricted filter diagnostic system and method
US8397500B2 (en) 2010-02-12 2013-03-19 GM Global Technology Operations LLC System and method for estimating airflow restriction of an engine air filter
JP2012064718A (ja) 2010-09-15 2012-03-29 Nec Computertechno Ltd フィルタの目詰まり検査装置、給気装置、給気機能付き装置およびフィルタの目詰まり検査方法
WO2012125337A2 (fr) 2011-03-11 2012-09-20 Allison Transmission, Inc. Système et procédé de détection de filtre colmaté
US8959910B2 (en) * 2011-06-16 2015-02-24 Ford Global Technologies, Llc Method and system for determining conditions of an air filter
JP5643165B2 (ja) * 2011-08-08 2014-12-17 本田技研工業株式会社 エアクリーナの寿命推定装置
JP5919068B2 (ja) 2012-04-02 2016-05-18 株式会社カワタ フィルタ部材の目詰まり検知システム、および、乾燥装置
WO2016011617A1 (fr) 2014-07-23 2016-01-28 中山大洋电机股份有限公司 Procédé de détection d'obstruction d'écran filtre pour dispositif d'alimentation en air et dispositif d'alimentation en air l'utilisant
FR3028565B1 (fr) * 2014-11-18 2019-04-26 Renault S.A.S Procede de diagnostic de l'encrassement d'un filtre a air equipant un moteur a combustion interne suralimente
US9739244B2 (en) * 2015-10-02 2017-08-22 Ford Global Technologies, Llc Method for detecting air filter degradation
CN106762264A (zh) * 2016-11-15 2017-05-31 柳州柳工挖掘机有限公司 发动机进气系统压力异常的识别装置及识别方法
US10100790B1 (en) * 2017-08-22 2018-10-16 Ford Global Technologies, Llc Diagnosing an air filter with an electric boosting device
US10774760B2 (en) * 2018-03-13 2020-09-15 Ford Global Technologies, Llc System and method for intake air filter diagnostic

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2701217A1 (fr) * 1993-02-09 1994-08-12 Robin Roger Claude Dispositif de détection d'encrassement d'un filtre à air.
DE10056431A1 (de) * 2000-11-14 2002-05-23 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose des Strömungswiderstands im Ansaugtrakt von Brennkraftmaschinen
DE10358462A1 (de) 2003-12-13 2005-07-14 Man Nutzfahrzeuge Ag Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung des Verschmutzungsgrades einer Luftfiltereinheit für einen Verbrennungsmotor
JP2009074410A (ja) 2007-09-20 2009-04-09 Nikki Co Ltd エアクリーナの詰まり検出方法及び検出装置
DE102017223639B3 (de) * 2017-12-22 2019-04-25 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Verschmutzungsgrades eines Luftfilters einer Verbrennungskraftmaschine

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