Brevet FR2912459A1 — publié le 20080815

"Dispositif et procédé d'estimation de la consommation d'huile d'un moteur de véhicule". La présente invention concerne un dispositif et un 5 procédé d'estimation de la consommation d'huile d'un moteur de véhicule. Elle s'applique en particulier mais de manière non limitative à un moteur à combustion interne du type Diesel turbocompressé. 10 Dans le but d'assurer un fonctionnement durable et efficace d'un moteur à combustion interne, on utilise de l'huile de lubrification dont le rôle est d'assurer une efficacité du mouvement relatif entre les différentes pièces mobiles de ce moteur, de refroidir le moteur et 15 parfois de constituer une aide à l'étanchéité de certains composants du moteur. Le moteur d'un véhicule ne constituant pas un système totalement étanche, l'huile de lubrification est susceptible de passer dans les gaz d'échappement du 20 moteur, se traduisant par une consommation d'huile de lubrification dans le temps non négligeable, conduisant à une diminution de la quantité d'huile présente dans le carter moteur au fur et à mesure de la vie du moteur. Il est par conséquent vital de surveiller le volume 25 d'huile présent dans le moteur d'un véhicule afin d'effectuer une vidange périodique d'huile. Différents dispositifs de contrôle du niveau d'huile moteur et, par conséquent, de la quantité d'huile restant dans ce moteur, sont actuellement utilisés pour 30 éviter un trop faible niveau d'huile restant dans le moteur pouvant conduire à une dégradation des pièces de ce moteur, voir même à la casse de ce dernier. Ces dispositifs sont du type mécanique comprenant une jauge permettant une lecture visuelle du niveau 35 d'huile dans le carter moteur et du type électronique à capteurs de niveau d'huile et moyen d'affichage visuel dans le véhicule du niveau d'huile fourni par les capteurs et, le cas échéant, à moyen d'alerte, par exemple du type lumineux ou sonore en cas de manque d'huile de lubrification. L'inconvénient de la jauge de contrôle du niveau d'huile est que le conducteur du véhicule doit manuellement effectuer la vérification de ce niveau d'huile, opération que le conducteur effectue de moins en moins notamment par oubli ou négligence. Cet inconvénient est éliminé par les dispositifs électroniques de contrôle de niveau d'huile permettant de visualiser au tableau de bord du véhicule le volume d'huile restant dans le carter moteur du véhicule. Cependant, les capteurs électroniques utilisés dans ces dispositifs ont pour défaut de fournir une précision de mesure dépendant de leur coût, conduisant alors à installer dans les véhicules soit des capteurs peu coûteux mais en même temps peu précis et peu fiables, soit des capteurs fiables et précis mais extrêmement coûteux. Le document JP-A2-10266823 décrit un dispositif de gestion d'un moteur à combustion interne permettant d'éviter un manque d'huile du moteur en intégrant le régime de fonctionnement du moteur pour déterminer une valeur intégrée de ce régime, substituant cette valeur à une expression de corrélation prescrite pour déterminer une valeur estimée de consommation d'huile et produire une alarme lorsque la quantité d'huile résiduelle est inférieure à une quantité prescrite. Cependant, ce dispositif connu a pour inconvénient d'être relativement peu précis sur la valeur estimée de consommation d'huile déterminée à partir d'un seul paramètre de fonctionnement du moteur. La présente invention a pour but de palier les inconvénients des dispositifs ci-dessus connus de contrôle de niveau d'huile dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile. A cet effet, selon l'invention, le dispositif d'estimation de la consommation d'huile d'un moteur de véhicule, du type comprenant des capteurs de mesure de paramètres de fonctionnement du moteur, tels qu'un capteur de mesure du régime de fonctionnement du moteur, un capteur de mesure de la charge du moteur, un capteur de mesure de la température d'eau de refroidissement du moteur et un capteur de mesure de la température de l'huile du moteur, la charge du moteur pouvant être directement fournie par le calculateur de bord du véhicule au lieu du capteur de mesure de la charge du moteur, et une unité de calcul reliée à ces capteurs, est caractérisé en ce que l'unité de calcul comprend un algorithme permettant de calculer en continu la consommation d'huile instantanée du moteur en fonction du régime de fonctionnement et de la charge de ce moteur et de calculer, à partir des températures d'eau et d'huile mesurées du moteur à ces régime de fonctionnement et charge du moteur, une valeur de correction de la consommation d'huile instantanée calculée du moteur. L'algorithme de l'unité de calcul permet également de retrancher à la quantité d'huile initialement présente dans le moteur et connue d'avance la consommation d'huile instantanée calculée et corrigée pour déterminer la quantité restante d'huile dans le moteur. L'unité de calcul comprend une mémoire contenant une cartographie de la consommation d'huile du moteur en fonction du régime et de la charge du moteur et l'algorithme de cette unité permet de calculer la consommation d'huile instantanée du moteur par interpolation linéaire des données contenues dans la cartographie en mémoire. L'unité de calcul comprend en outre une mémoire contenant une cartographie de la consommation d'huile du moteur en fonction du régime et de la charge du moteur pour différentes températures d'eau du moteur et une mémoire contenant une cartographie de la consommation d'huile moteur en fonction du régime et de la charge du moteur pour différentes températures d'huile de ce moteur et l'algorithme de l'unité de calcul permet de calculer une correction de consommation d'huile instantanée et calculée du moteur par interpolation linéaire des données contenues dans les cartographies mémorisées. Le dispositif comprend un moyen d'affichage de la quantité d'huile restant dans le moteur. Avantageusement, ce dispositif est intégré au 10 calculateur de bord du véhicule. L'invention vise également un procédé d'estimation de la consommation d'huile d'un moteur de véhicule consistant à mesurer en permanence des paramètres de fonctionnement du moteur tels que le régime de 15 fonctionnement du moteur, la charge du moteur, la température d'eau de refroidissement du moteur et la température d'huile du moteur, et qui est caractérisé en ce qu'il consiste à calculer en continu la consommation d'huile instantanée du moteur en fonction du régime de 20 fonctionnement et de la charge de ce moteur et à calculer, à partir des températures d'eau et d'huile mesurées du moteur à ces régime de fonctionnement et charge du moteur, une valeur de correction de la consommation d'huile instantanée calculée du moteur. 25 Le procédé consiste également à calculer en permanence la somme des consommations d'huile instantanées du moteur et à retrancher cette somme de la quantité d'huile initialement présente dans le moteur. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, 30 caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans 35 lesquels : - la figure 1 est un schéma-blocs du dispositif d'estimation de la consommation d'huile d'un moteur à combustion interne de véhicule conforme à l'invention ; - la figure 2 représente une cartographie permettant de déterminer une consommation d'huile instantanée du moteur en fonction du régime de fonctionnement et de la charge de celui-ci ; - la figure 3 représente une cartographie permettant de déterminer une valeur de correction de la consommation d'huile instantanée du moteur en fonction de la charge et du régime de fonctionnement de celui-ci pour différentes valeurs de température d'eau de refroidissement de ce moteur ; - la figure 4 représente une cartographie permettant de déterminer une correction de la consommation d'huile instantanée du moteur en fonction du régime de fonctionnement et de la charge de celui-ci pour différentes valeurs de température d'huile du moteur ; et la figure 5 est un tableau représentant des valeurs de consommation d'huile instantanée du moteur en fonction du régime de fonctionnement, de la charge, de la température d'eau de refroidissement et de la température d'huile du moteur. Le dispositif de l'invention permettant d'estimer la consommation d'huile d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, tel que par exemple un moteur diesel, comprend une unité de calcul 1 recevant des signaux électriques d'information provenant de capteurs de mesure de paramètres de fonctionnement du moteur, notamment un capteur 2 du régime de fonctionnement ou vitesse de rotation du moteur, un capteur 3 de la charge ou couple résistant du moteur, un capteur 4 de mesure de la température d'eau de refroidissement du moteur et un capteur 5 de mesure de la température d'huile de ce moteur. Plus précisément, l'unité de calcul 1 comprend un moyen de calcul 6 recevant les signaux de sortie des capteurs 2 à 5 et permettant de calculer en permanence (en temps réel), pendant le fonctionnement du moteur, et sous le contrôle d'un algorithme, la consommation d'huile 10 instantanée CsH exprimée en grammes par heure l'unité de calcul 1 comprend mémoire 7 reliée au moyen de calcul cartographie du genre représenté en (g/h) du du moteur les deux en outre 6 et qui figure 2 moteur en fonction du régime de fonctionnement et de la charge de ce moteur mesurés par capteurs 2, 3. A cet effet, une première contient une et relative à la consommation d'huile du moteur en fonction du régime de fonctionnement et de la charge de ce moteur. Ainsi, le moyen de calcul 6 permet un calcul de la 15 consommation d'huile instantanée du moteur par exemple par interpolation linéaire des données contenues dans la cartographie mémorisée de la figure 2 en fonction du régime de fonctionnement du moteur et de la charge de ce dernier. 20 L'unité de calcul 1 comprend de plus une seconde mémoire 8 reliée au moyen de calcul 6 et une troisième mémoire 9 également reliée à ce moyen de calcul. La mémoire 8 contient une cartographie du genre représenté en figure 3 de la consommation d'huile du 25 moteur en fonction du régime de fonctionnement et de la charge du moteur pour différentes valeurs de température d'eau du moteur pouvant varier entre environ 80 C et environ 110 C. La figure 3 montre que cette cartographie est constituée de nappes, l'une des nappes étant relative 30 à la variation de consommation d'huile du moteur en fonction du régime de fonctionnement et de la charge de ce moteur à une température d'eau par exemple de 80 C tandis que l'autre nappe est relative à une variation de consommation d'huile du moteur en fonction du régime de 35 fonctionnement et de la charge de celui-ci à une température d'eau par exemple de 100 C. L'algorithme du moyen de calcul 6 permet de calculer une correction de consommation d'huile instantanée du moteur, par exemple par interpolation linéaire des données contenues dans les nappes de cartographie de la figure 3. Ainsi, à chaque variation de température d'eau de refroidissement du moteur, mesurée par le capteur 4, est affectée une variation correspondante de consommation d'huile et le coefficient de correction à appliquer à la valeur de consommation instantanée d'huile calculée par le moyen 6 à partir de la cartographie de la figure 2 est déterminé par interpolation linéaire des valeurs de consommation d'huile affectées aux températures d'eau mesurées. De même, la cartographie de la figure 4 mémorisée dans la mémoire 9 de l'unité de calcul 1 est constituée de nappes relatives à une température d'huile de lubrification du moteur pouvant varier entre 100 C à environ 120 C. L'algorithme du moyen de calcul 6 permet de déterminer en fonction du régime de fonctionnement et de la charge du moteur et pour chaque température d'huile mesurée par le capteur 5, une valeur de consommation d'huile et permet de calculer, par exemple par interpolation linéaire, une valeur de correction de consommation d'huile de lubrification lors de variations de la température d'huile et qui est appliquée à la valeur de consommation instantanée d'huile calculée par le moyen de calcul 6 à partir de la cartographie de la figure 2. Au final, l'algorithme du moyen de calcul 6 permet de calculer une correction de consommation d'huile instantanée du moteur par exemple par interpolation linéaire de données contenues dans les cartographies des figures 3 et 4 contenues respectivement dans les mémoires 8, 9. Le tableau de la figure 5 fournit un exemple de différentes valeurs de consommation d'huile instantanée CsH d'un moteur calculées par l'unité de calcul 1 en fonction de différentes valeurs du régime de fonctionnement en tours/mn et de la charge exprimée en pourcentage du moteur et après correction de la consommation d'huile instantanée à partir des différentes valeurs de températures d'eau et d'huile de ce moteur. L'unité de calcul 1 comprend en outre un compteur 10 et un moyen de calcul 11 permettant de déterminer en temps réel la quantité d'huile consommée par exemple par sommation, à l'aide d'un intégrateur non représenté, des différentes valeurs calculées de consommation instantanée d'huile. Ce moyen de calcul 11 permet également de déterminer en temps réel la quantité d'huile restant dans le moteur en effectuant une soustraction entre la quantité d'huile initialement présente dans le moteur et la quantité consommée calculée par le moyen de calcul 11. La sortie du moyen de calcul 11 de l'unité de calcul 1 peut être reliée à un moyen d'affichage de la quantité d'huile restant dans le moteur du véhicule au fur et à mesure de la consommation d'huile instantanée calculée par cette unité. De préférence, l'ensemble à unité de calcul 1 et moyen d'affichage est intégré au tableau de bord du véhicule, l'unité 1 faisant alors partie du calculateur de bord de ce véhicule. Bien entendu, le schéma synoptique fonctionnel de l'unité de calcul 1 n'est donné qu'à titre d'exemple et cette unité peut être constituée tout simplement par un micro-processeur dont l'algorithme effectue les mêmes calculs que ceux décrits précédemment. Le dispositif de l'invention permet ainsi de calculer précisément en temps réel la quantité ou volume d'huile restant dans le moteur sans utiliser de moyens de mesure. Cette précision de prédiction du niveau d'huile moteur permet par conséquent d'afficher une valeur fiable de ce niveau au conducteur du véhicule qui n'est plus contraint de vérifier manuellement ce niveau par une jauge classique. En outre, le dispositif de l'invention évite l'utilisation de capteurs électroniques surveillant le niveau d'huile qui sont non seulement coûteux mais posent des problèmes d'intégration dans le véhicule et nécessitent un câblage supplémentaire. En outre, le dispositif de l'invention permet de déterminer avec précision les intervalles de vidange de l'huile de lubrification grâce au suivi précis du niveau d'huile et, par conséquent, évite au propriétaire du véhicule d'effectuer une vidange prématurée ou tardive. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'estimation de la consommation d'huile d'un moteur de véhicule et comprenant des capteurs de mesure de paramètres de fonctionnement du moteur, tels qu'un capteur (2) de mesure du régime de fonctionnement du moteur, un capteur (3) de mesure de la charge du moteur, un capteur (4) de mesure de la température d'eau de refroidissement du moteur et un capteur (5) de mesure de la température de l'huile du moteur la charge du moteur pouvant être directement fournie par le calculateur de bord du véhicule au lieu du capteur de mesure de la charge du moteur et une unité de calcul (1) reliée à ces capteurs (2,3,4,5), caractérisé en ce que l'unité de calcul (1) comprend un algorithme permettant de calculer en continu la consommation d'huile instantanée du moteur en fonction du régime de fonctionnement et de la charge du moteur et de calculer, à partir des températures d'eau et d'huile mesurées du moteur à ces régime de fonctionnement et charge du moteur, une valeur de correction de la consommation d'huile instantanée calculée du moteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'algorithme de l'unité de calcul (1) permet également de retrancher à la quantité d'huile initialement présente dans le moteur la consommation d'huile instantanée calculée et corrigée pour déterminer la quantité restante d'huile dans le moteur. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'unité de calcul (1) comprend une mémoire (7) contenant une cartographie de la consommation d'huile du moteur en fonction du régime et de la charge du moteur et l'algorithme de cette unité permet de calculer la consommation d'huile instantanée du moteur par interpolation linéaire des données contenues dans la cartographie en mémoire. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de calcul (1) comprend une mémoire (8) contenant une cartographie de la consommation d'huile du moteur en fonction du régime et de la charge du moteur pour différentes températures d'eau du moteur et une mémoire (9) contenant une cartographie de la consommation d'huile du moteur en fonction du régime et de la charge du moteur pour différentes températures d'huile du moteur et l'algorithme de l'unité de calcul (1) permet de calculer une correction de consommation d'huile instantanée et calculée du moteur par interpolation linéaire des données contenues dans les cartographies mémorisées. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'affichage de la quantité d'huile restant dans le moteur. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est intégré au 20 calculateur de bord du véhicule. 7. Procédé d'estimation de la consommation d'huile d'un moteur de véhicule, consistant à mesurer en permanence des paramètres de fonctionnement du moteur tels que le régime de fonctionnement du moteur, la charge 25 du moteur, la température d'eau de refroidissement du moteur et la température d'huile du moteur, caractérisé en ce qu'il consiste à calculer en continu la consommation d'huile instantanée du moteur en fonction du régime de fonctionnement et de la charge du moteur et à 30 calculer, à partir des températures d'eau et d'huile mesurées du moteur à ces régime de fonctionnement et charge du moteur, une valeur corrective de la consommation d'huile instantanée calculée du moteur. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en 35 ce qu'il consiste à calculer en permanence la somme des consommations d'huile instantanées pour déterminer une quantité d'huile consommée du moteur et à retranchercette quantité de la quantité d'huile initialement présente dans le moteur.