Brevet FR2524935A1 — publié le 19831014

La présente invention se rapporte à un procédé et un dispositif permettant d'estimer et d'indiquer l'état d'usure de l'huile de graissage d'un moteur, en particu- lier d'un moteur de véhicule automobile. Faute d'un critère simple d'estimation de l'état de l'huile des moteurs, les constructeurs préconisent, pour un niveau de qualité donné, de changer l'huile des moteurs, soit après un temps de marche donné 'moteurs fixes, trac- teurs, etc), soit après un parcours donné (automobiles, camions, cars, etc). Surtout dans le cas des véhicules, ce principe n'est pas satisfaisant en raison des conditions très varia- bles d'usage de ces véhicules. Le lubrifiant "fatigue" peu dans des conditions modérées; beaucoup à faible charge, basse température et après chaque mise en route, périodes pendant lesquelles la combustion est médiocre et l'excès de carburant important beaucoup à forte charge, haute température o les phénomè- nes de vaporisation partielle et d'oxydation deviennent sen- sibles. A l'époque actuelle, o i 1 est indispensable d'uti- liser au mieux les produits et les matériels, il est fâcheux aussi bien de jeter un lubrifiant encore parfaitement utili- sable que d'utiliser trop longtemps un lubrifiant épuisé et de compromettre la longévité du matériel. La présente invention a pour but d'estimer avec une approximation raisonnable l'usure du lubrifiant, en tenant compte de sa qualité intrinsèque et du service qu'il a assuré, puis d'avertir l'utilisateur du moment judicieux o ce lubrifiant est épuisé. Actuellement, deux sortes d'équipements sont uti- lisés ou ont été proposés, soit de simples compteurs de temps de marche, soit des totalisateurs influencés à la fois par le temps de marche etle nombre de mise en action. De par leur principe, ils ne peuvent résoudre le problème correctement. Le procédé selon l'invention consiste dans une simulation électrique de l'état d'usure de l'huile d'un moteur en tenant compte du temps de présence de celle-ci dans ledit moteur, du temps de marche de ce moteur et des périodes pendant lesquelles l'huile, trop chaude ou trop froide fatigue anormalement. L'usure de l'huile est représentée par l'inté- gration d'un courant électrique dont l'intensité est fonc- tion des conditions de marche u moteur, l'intégrale de cette fonction decienchanz un signal zuana eile atteint une valeur donnée, selon la qualité initiale de i'huiie et éventuellement es caractéristiques du moteur et/ou du véhicule. L'intensité du courant intré es a so e des intensités de quatre courants: un terme constant pendant tout le temps de présence de l'huile dans le moteur, conduisant à changer cette huile tous les un ou deux ans par exemple, le véhicule n'ayant pas été utilisé; un terme constant pendant le temps de marche du moteur, terme correspondant aux conditions de marche les plus fa- vorables à la longévité de l'huile; deux termes dépendant des conditions d'utilisation de l'huile; il doit être remarqué que la température de l'huile constitue un critère facile à mesurer et carac- téristique des conditions d'emploi de cette huile. En effet, l'huile ou lubrifiant fatigue peu en utilisation moyenne stabilisée pour des températures com- prises entre, par exemple, 50 et 10000 C; il fatigue beaucoup à froid, lors des mises en service, jusqu'à ce que sa tem- pérature ait atteint environ 50 C ou lorsque des condi- tions de marche particulières (faibles charges, tempéra- ture ambiante très basse) conduisent à des températures inférieures à cette valeur; il fatigue d'autant plus que sa température s'élève au-dessus de 100 C, par exemple. La présente invention vise également un disposi- tif permettant d'évaluer l'état de l'huile d'un moteur en tenant compte des conditions effectives de marche et de repos du moteur et d'avertir l'utilisateur quand l'huile, épuisée, doit être chanaée, caractérisé en ce Cu il com- prend: un capteur de température d'huile du moteur; un bloc électronique comportant un détecteur de seuil et un circuit analogique,lequel reçoit un signal dudit capteur de température et délivre un courant (i 3) proportionnel C un écart de température, soit en deçà, soit au-delà d'une température satisfaisante de l'huile; un compteur-intégrateur alimenté par un cou- rant (il) en périodes de non-utilisation et un courant (i 2) en périodes d'utilisation; la somme des courants (il); (i 2); (i>) étant intégrée; et un moyen de signalisation en relation avec le- dit détecteur de seuil qui mesure tout accroissement de tension aux bornes dudit compteur-intégrateur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard du dessin annexé sur lequel; la figure 1 est un schéma d'un dispositif se- lon l'invention; la figure 2 est la courbe du courant issu du circuit analogique K en fonction de la température de l'huile du moteur mesurée par le capteur C. L'usure de l'huile peut être représentée, depuis sa mise en service, par une fonction du type: U = atl + bt 2 + c / ( 50-th) dt + d (th-100) dt t 3 t 4 o t 1 est le temps de présence de l'huile dans le moteur; t 2 le temps de marche du moteur; t 3 le temps de marche à basse température; t 4 le temps de marche à haute température; th la température de l'huile dans le moteur; a, b, c, d sont des constantes pour une huile de qua- lité donnée et un véhicule donné. les deux premiers termes sont évidents; le troisième correspond à la fatigue supplémentaire de l'huile due à une marche à une température trop basse, prise ici inférieure à 500 C; il intègre l'influence des mises en action et tient compte de la durée nécessaire pour atteindre une température satisfaisante à partir de la température du moteur au moment de sa mise en marche. On admet ici, en première approximation, une fatigue de l'huile proportionnelle à l'écart entre 500 C et la tempé- rature réelle de l' uile; le coefficient c constant cor- respond à une montée en température linéaire en fonction du temps pour une utilisation moyenne Une fonction plus complexe peut être utilisée suivant la précision recher- chée. le quatrième terme correspond à la fatigue complémentaire de l'huile due à une température élevée (prise ici supé- rieure à 1000 C) par vitesse et charge élevées (remorquage, par exemple); comme pour le troisième terme, on admet ici que la fatigue supplémentaire est proportionnelle à l'écart entre la température réelle de l'huile et 1000 C; le coef- ficient d est également constant. Ces quatre termes peuvent être représentés par des courants électriques analogiques dont la somme est in- tégrée, par exemple dans un compteur-intégrateur électroly- tique à lecture permanente Quand l'intégrale atteint la capacité totale de cet intégrateur, un détecteur de seuil détecte l'augmentation de tension correspondante et aver- tit l'utilisateur (par allumage d'un voyant par exemple) que l'huile de son moteur, épuisée, doit être changée. Par simple retournement, le compteur est alors remis à zéro au moment du changement d'huile et l'ensemble est prêt à estimer l'usure de la nouvelle charge d'huile. Un dispositif analogique selon l'invention, per- mettant d'évaluer l'état de l'huile du moteur en tenant compte des conditions effectives de marche et de repos et d'avertir l'utilisateur quand l'huile, épuisée, doit être changée, comprend (figure 1): deux branchements au circuit électrique du véhicule: l'un directement à la batterie d'accumulateurs (A) l'au- tre apres le contact (I) de marche du moteur; un capteur (C) de température d'huile fixé au moteur (M) en utilisant, par exemple, un des orifices généra- lement disponibles de la galerie distribuant l'huile de graissage aux différents éléments du moteur; un coffret électronique (bloc BE); un voyant d'alerte (V) et un cc-pmteur-intégrateur élec- trolytique (CI) de type ccnnu, ces deux éllments étant fixés au tableau de bord du vhicule et rendus visibles et accessibles pour le conducteur. Le coffret électronique (BE) comprend, entre l'alimentation et le compteur (CI), un premier circuit R 1, rl, D 1 et un second circuit, r? 2, D 2, r 4, D 4 1 comprend également un circuit analogique (K) auquel est relié le capteur de température C), un détecteur de seuil (D) auquel est relié le voyant (V) et un rhéostat (Rh). Le coffret ou bloc électronique (BE) fonctionne de la façon suivante: L'alimentation provenant directement de la bat- terie et traversant le circuit Ri, r 1, D 1, fournit un cou- rant i dans le compteur CI, courant tel que le véhicule n'étant pas utilisé, ce compteur-intégrateur soit saturé par exemple en un an environ, ce qui implique uin changement de lubrifiant systématique. L'alimentation après mise du contact I, après avoir traversé le circuit R 2, r 2, D 2, r 4, D 4, fournit dans le compteur CI un courant i 2 qui correspond à la sa- turation de ce compteur pour le plus grand parcours que l'huile peut assurer sous réserve que la température de cette huile soit constamment maintenue dans la zone opti- male de fonctionnement (par exemple entre 50 et 100 C). Le capteur C qui peut être de type quelconque (thermo-couple, sonde à résistance métallique ou à semi- conducteur, etc) fournit un signal au circuit analogi- que K qui délivre un courant i 3 fonction de la température d'huile selon par exemple la relation indiquée à la figure 2 Ce courant i 3, sommé aux courants il et i 2, est fourni eu compteur CI; il correspond à l'accroissement de fa- tigue du lubrifiant auand la température de l'huile est trop basse ou trop élevée pour un fonctionnement optimal du moteur. Le rhéostat Rh dérive une fraction des courants i 2 et i 3 du compteurintégrateur CI Par ce moyen il est possible de régler la sensibilité de l'ensemble selon la sévérité propre du moteur et le niveau de cqualité du lubri- fiant utilisé. Tant que le ccmpmeur ô n'est pas saturé (la bu- le d'électrolyte entre les deux colonnes de mercure n'a pas atteint une des électrodes),la tension aux bornes de ce compteur est faible pour toutes valeurs de il i 3 envisageables Par contre, dès que l'une fes colonnes de mercure s'annule, cette tension croit brusquement Alors le détecteur de seuil D, qui mesure cette tension, allume le voyant V ce qui informe l'uzilisateur de la nécessité de renouveler l'huile du moteur. Si ce ccompteur-intégrateur a été choisi de type réversible, il suffit alors de le retourner pour qu'il puisse estimer la fatigue d'une nouvelle charge d'huile. Accessoirement, un détecteur de niveau d'huile (non représenté), logé dans le moteur et associé au cir- cuit ci-dessus, peut signaler a l'utilisateur, par allu- mage d'un autre voyant, que l'huile de son moteur, sans être épuisée en qualité, doit faire l'objet d'un appoint pour compenser la partie consommée. Il est bien entendu, enfin, que la présente in- vention n'a été décrite et représente qu'à titre d'exem- ple préférentiel et que l'on pourra apporter des équiva- lences dans ses éléments constitutifs sans, pour autant, sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Procédé permettant d'évaluer et d'indiquer l'état d'usure de l'huile de Graissage d'un moteur, ca- ractérisé en ce qu'il consiste: à simuler électriquement l'état d'usure de l'huile en tenant compte du temps de présence de celle-ci dans ledit moteur, du temps de marche de ce moteur et des périodes pendant lesquelles l'huile, trop chaude ou trop froide, fatigue anormalement; et à signaler à 1 'utilisatzeur la nécessité de renouveler l'huile du moteur. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'usure de l'huile est représentée par l'inté- gration d'un courant électrique dont l'inzensité est fonc- tion des conditions de marche du moteur, l'intégrale de cette fonction déclenchant un signal quand elle atteint une valeur donnée. 3 Procédé selon l'une quelconques des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce que l'intensité du cou- rant est la somme de quatre courants: un terme constant pendant tout le temps de présence de l'huile dans le mo- teur, celui-ci n'étant pas utilisé; un terme constant pendant le temps de marche du moteur; deux termes dé- pendant des conditions d'utilisation de l'huile, la tempé- rature en étant une représentation avantageuse. 4 Dispositif permettant d'évaluer l'état de l'huile d'un moteur en tenant compte des conditions ef- fectives de marche et de repos du moteur et d'avertir l'utilisateur quand l'huile, épuisée, doit être changée, caractérisé en ce qu'il comprend: un capteur (c) de température de l'huile du moteur; un bloc électronique (BE) comportant un détec- teur de seuil (D) et un circuit analogique (K), lequel cir- cuit reçoit un signal dudit capteur de température et dé- livre un courant (i 3) proportionnel à un écart de tempéra- ture, soit en deçà, soit au-delà d'une température satis- faisante de l'huile; un compteur-intégrateur (CI) alimenté par un courant (il) en périodes de non-utilisation et un courant (i 2) en périodes d'utilisation; la somme des courants (il); (i 2); (i 3) étant intégrée; et un moyen de signalisation (V) en relation avec ledit détecteur de seuil qui mesure tout accrois- sement de tension aux bornes dudit compteur-intégrateur. Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le compteur-ir ntgrateur est un compteur- intégrateur électrolynicue visible et portée de la main de l'utilisateur 6 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 4 et 5, caractérisé en ce qu'i 17 comprend un rhéostat (Rh) permettant de dériver une fra 7 ction des cou- rants (i 2) et (i 3) du compteur-intégrateur, ce qui permet de régler la sensibilité de l'ensemble. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 4 à 6 caractérisé en ce qu'il comprend un circuit complémentaire associé constituant un détecteur de niveau d'huile.