Brevet FR2961252A1 — publié le 20111216

PROCEDE DE DETECTION DE LA REALISATION D'UNE VIDANGE POUR UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE [0001 L'invention se situe dans le domaine de la lubrification des moteurs à combustion interne et, plus particulièrement, dans la détection de l'événement « vidange d"huile moteur » Elle concerne un procédé de détection de la réalisation d'une vidange de lubrifiant dans un dispositif de lubrification d'un moteur à combustion interne. [0002 Il est bien connu que l'huile utilisée pour la lubrification d'un moteur à combustion interne se dégrade au fil du temps du fait de son oxydation et de sa pollution, notamment par du carburant, du carbone ou des particules. Elle nécessite donc d'être vidangée régulièrement, c'est-à-dire d'être évacuée et remplacée par de l'huile neuve. Les recommandations des constructeurs en matière de fréquence des vidanges se basent en général sur le kilométrage parcouru et/ou sur la durée écoulée depuis la dernière vidange. Ces critères sont empiriques même s'ils sont choisis tels qu'ils couvrent un maximum de client vis-à-vis de l'endommagement de leur lubrifiant sur des critères d'introduction de carbone, de gazole et d'oxydation thermochimique de l'huile. [0003] En effet, si la dégradation d'une huile moteur dépend du kilométrage parcouru, elle dépend surtout des conditions dans lesquelles ces kilomètres ont été parcourus. Il est possible de prendre en compte ces conditions en adaptant le pas kilométrique et la durée entre deux vidanges. Par exemple, deux types de pas peuvent être prévus en fonction du profil d'utilisation du véhicule : un type dit "nominal", correspondant à une sollicitation du moteur essentiellement dans des conditions nominales, et un type dit "sévère", correspondant à une sollicitation régulière du moteur en dehors de ces conditions nominales, par exemple dans le cas de nombreux trajets courts. Le choix du type de pas à appliquer à un véhicule donné est typiquement effectué en interrogeant le conducteur du véhicule sur son profil de roulage. Certains constructeurs utilisent des capteurs intrusifs type « qualité de l'huile ». D'autres opèrent une maintenance adaptative basée sur un algorithme permettant de déterminer la prochaine vidange nécessaire. Un tel algorithme est informé du profil de roulage du conducteur lorsque ce profil est pris en compte. Dans tous les cas, il nécessite d'être informé qu'une vidange a été effectuée afin d'indiquer correctement la prochaine vidange nécessaire. [0004] L'information de réalisation d'une vidange peut également être nécessaire dans le cadre d'algorithmes plus complexes, tels que les algorithmes d'évaluation de la dégradation de l'huile moteur. De tels algorithmes devraient être intégrés à l'avenir dans les calculateurs des moteurs de véhicules automobiles afin de permettre des vidanges en fonction de la dégradation effective de l'huile, et non de sa dégradation supposée. Il serait ainsi possible de définir précisément, voire de prévoir, le kilométrage pour lequel une vidange de l'huile moteur serait nécessaire. L'information de changement d'huile peut également présenter un intérêt pour des applications liées à la qualité de l'huile moteur. En particulier, certaines stratégies de fonctionnement du moteur peuvent être inhibées si l'huile est considérée comme étant trop dégradée. La fréquence des phases de régénération d'un filtre à particules diminue par exemple lorsque l'huile est considérée comme étant fortement diluée par le gazole. L'efficacité et l'intégrité du filtre à particules peuvent ainsi être menacées si l'information de réalisation d'une vidange n'est pas communiquée au calculateur moteur. [0005] L'information de réalisation d'une vidange peut bien évidemment être générée manuellement, soit par l'intermédiaire d'un système électronique de maintenance se connectant au calculateur moteur, soit par le tableau de bord du véhicule. La génération manuelle de cette information présente cependant le risque d'être oubliée. Afin de prévenir ce risque, l'information peut être générée automatiquement. Plusieurs solutions ont été proposées mais aucune ne s'avère être complètement satisfaisante. La demande de brevet KR 20070061720 A décrit un procédé de détection de changement d'huile par détection de la séparation du bouchon de vidange du carter d'huile. Dans le brevet US 4,694,793, la détection d'une opération de vidange est réalisée en vérifiant si le bouchon de remplissage est ouvert et, dans ce cas, si le niveau d'huile passe d'un niveau bas à un niveau haut. Ces deux solutions impliquent l'utilisation de contacteurs électriques, or ces contacteurs sont souvent mal adaptés aux contraintes auxquelles ils sont soumis (gradients de température, chocs, vibrations). Il existe donc un risque que l'information ne soit pas générée. [0006] Un but de l'invention est notamment de pallier tout ou partie des inconvénients précités en permettant de détecter de façon fiable qu'une vidange de lubrifiant a été réalisée dans un moteur à combustion interne. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de détection de la réalisation d'une vidange de lubrifiant dans un dispositif de lubrification d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - déterminer une durée dn s'écoulant entre un instant où le moteur commence à tourner lors d'un démarrage et un instant où une pression du lubrifiant atteint une valeur seuil de pression Pneu;,, - comparer cette durée dn à une durée de référence prédéterminée dréf, - dans le cas où la durée dn est supérieure à la durée de référence dréf, déclarer qu'une vidange a été réalisée. [0007] Dans une variante de l'invention, également basée sur l'observation de la pression, on ne compare pas la durée mais le gradient de montée en pression. Plus précisément, l'invention a aussi pour objet un procédé de détection de la réalisation d'une vidange de lubrifiant dans un dispositif de lubrification d'un moteur à combustion interne, comprenant les étapes suivantes : - déterminer une fenêtre de pression de lubrifiant avec un seuil bas (Pbas) atteint peu après l'instant où le moteur commence à tourner lors d'un démarrage et un seuil haut prédéfini (Phaut), - déterminer la vitesse de montée en pression dans la fenêtre de pression, et - dans le cas où la vitesse de montée en pression est inférieure à une vitesse de référence, déclarer qu'une vidange a été réalisé. [0008] La durée ou vitesse de référence sont de préférence choisies en fonction de la température de l'huile de lubrification. [0009] L'invention présente notamment l'avantage qu'elle permet de déterminer qu'une vidange a été effectuée très rapidement après le premier démarrage suivant celle-ci. [0010 Selon une forme particulière de réalisation, la durée de référence dréf est égale, lorsqu'une vidange n'est pas déclarée avoir été réalisée lors du démarrage précédent, à la somme de la durée dn déterminée lors de ce démarrage précédent et d'une durée de dispersion prédéterminée Ad. [0011] Selon une autre forme particulière de réalisation, la durée de référence dréf est égale à la somme d'une moyenne de durées dn déterminées lors de démarrages précédents et d'une durée de dispersion prédéterminée Ad. [0012] Les durées dn utilisées pour déterminer la moyenne de durées peuvent alors être les durées déterminées depuis qu'une vidange est déclarée avoir été réalisée. [0013] L'invention présente un intérêt particulier lorsque le dispositif de lubrification comporte une rampe d'alimentation en lubrifiant d'au moins un palier d'un arbre du moteur à combustion interne et un capteur de pression au niveau de la rampe d'alimentation. La pression du lubrifiant peut alors être déterminée par ce capteur de pression. [0014] L'invention est d'autant plus pertinente quand la conception du circuit de lubrification prévoit une vidange maximale du circuit de lubrification haute pression, en évitant par exemple les clapets anti-retour et en favorisant les appels d'air lorsqu'on enlève le filtre à huile. Dans ce cas, la durée dn est augmentée et la détection de la vidange est d'autant plus aisée. [0015] L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard de dessins annexés qui représentent : - La figure 1, par un graphique, des exemples d'évolution en fonction du temps de la pression d'huile au niveau de la rampe d'alimentation en huile dans les premières secondes suivant un démarrage d'un moteur à combustion interne, selon qu'une vidange vient d'être effectuée ou non ; - La figure 2, par un graphique, l'impact de la durée séparant deux démarrages d'un moteur au regard de l'impact d'une vidange ; - La figure 3, par un logigramme, des étapes possibles pour le procédé de détection selon l'invention de la réalisation d'une vidange. [0016] Pour la suite de la description, on considère un moteur à combustion interne comportant un dispositif de lubrification. Le moteur à combustion interne peut comporter un carter dans lequel un lubrifiant, par exemple de l'huile, est introduit. Le dispositif de lubrification peut notamment comporter une pompe à huile apte à aspirer de l'huile du carter, un filtre à huile, un échangeur thermique permettant le refroidissement de l'huile et une rampe d'alimentation en huile apte à distribuer l'huile sur les différents éléments à lubrifier. En l'occurrence, le dispositif de lubrification peut permettre de lubrifier les paliers de la ligne d'arbres du moteur à combustion interne. Les différents éléments du dispositif de lubrification sont reliés par des canalisations. [0017] L'invention repose sur le principe selon lequel la durée de montée en pression de l'huile au cours du démarrage d'un moteur est plus longue après une vidange. En effet, les canalisations et les différents conduits des éléments du dispositif de lubrification sont en grande partie vidés lors d'une vidange. L'huile doit donc d'abord chasser l'air des conduits avant de pouvoir monter en pression. Selon l'invention, le dispositif de lubrification comporte ainsi un capteur de pression ou un manocontacteur. Comme expliqué ci-dessous, le capteur de pression doit être au moins apte à détecter une pression seuil. [0018] Dans le cadre de la norme Euro 6, les dispositifs de lubrification sont pilotés. Une électrovanne permet d'ajuster la pression d'huile au besoin du moteur. Le pilotage de l'électrovanne impose notamment la présence d'un capteur de pression au niveau de la rampe d'alimentation. Ce capteur de pression peut ainsi être avantageusement utilisé pour suivre l'évolution de la pression d'huile lors du démarrage du moteur. [0019] La figure 1 représente, par un graphique, des exemples d'évolution en fonction du temps de la pression d'huile au niveau de la rampe d'alimentation en huile dans les premières secondes suivant un démarrage d'un moteur à combustion interne. Une première courbe 11 représente l'évolution de la pression d'huile, en bars, (1 bar = 105 Pa) lorsqu'au moins un démarrage du moteur a déjà été effectué suite à une vidange du dispositif de lubrification. Une deuxième courbe 12 représente l'évolution de la pression d'huile, en bars, lors d'un premier démarrage du moteur suite à une vidange. Les courbes 11 et 12 font clairement apparaître un décalage temporel entre les évolutions de pression d'huile selon qu'une vidange a été effectuée ou non précédemment au démarrage du moteur. En particulier, en l'absence de vidange, c'est-à-dire lorsque le moteur a été démarré au moins une fois suite à une vidange, la durée pour faire monter la pression d'une valeur proche de zéro à une valeur de 0,5 bar est sensiblement de 0,8 seconde. Suite à une vidange, la durée pour faire monter la pression entre ces mêmes valeurs est sensiblement de 1,8 seconde. Le décalage temporel pour atteindre la valeur de 0,5 bar est donc sensiblement d'une seconde. Il est représenté par une flèche 13 sur la figure 1. A partir de cette pression de 0,5 bar, la pression évolue semblablement, au décalage temporel près, qu'une vidange ait été effectuée ou non. [0020] L'évolution de la pression d'huile est susceptible de différer en fonction d'autres paramètres que la réalisation d'une vidange. Elle peut notamment différer selon le type d'huile, en particulier son grade et sa qualité, ainsi que selon sa température, son taux d'oxydation, son degré de pollution au moment du démarrage du moteur, la vidange naturelle du circuit de lubrification haute pression à l'arrêt moteur. La figure 2 illustre, par un graphique, l'impact de la durée séparant deux démarrages d'un moteur au regard de l'impact d'une vidange. Une première courbe 21 représente l'évolution de la pression d'huile en fonction du temps lors du démarrage d'un moteur suivant une vidange, l'huile ayant une température sensiblement égale à 20°C. Une deuxième courbe 22 représente l'évolution de la pression d'huile en fonction du temps lors du démarrage suivant du même moteur, en l'absence de vidange, l'huile ayant une température sensiblement égale à 40°C. Ce deuxième démarrage correspond à un démarrage environ une heure après une coupure du moteur. Une troisième courbe 23 représente l'évolution de la pression d'huile en fonction du temps lors d'un démarrage suivant immédiatement une coupure du moteur, l'huile ayant une température sensiblement égale à 110°C. Les courbes 21, 22 et 23 montrent que pour ces premier, deuxième et troisième démarrages, les durées pour atteindre la pression de 0,5 bar sont sensiblement de 3,7 secondes, 0,9 seconde et 1,3 seconde, respectivement. L'influence des paramètres de température d'huile et de temps de repos du moteur est donc négligeable devant celle d'une vidange. [0021] La figure 3 représente, par un logigramme, des étapes possibles pour le procédé de détection selon l'invention de la réalisation d'une vidange. Dans une première étape 31, le moteur est démarré, par exemple à l'aide d'un démarreur. Le démarrage du moteur et, plus précisément, l'instant où le moteur commence à tourner est considéré comme l'instant initial to. Avec le démarrage du moteur peut débuter la surveillance de la pression d'huile. Elle consiste par exemple à récupérer un signal émis par le capteur de pression, le signal étant représentatif de la pression d'huile en un point du dispositif de lubrification. Dans une deuxième étape 32, l'instant auquel la pression d'huile atteint une valeur seuil de pression Pseuii est déterminé. Cet instant est noté tn, où n est un entier permettant d'identifier chaque démarrage du moteur. Les instants to et tn permettent de déterminer une durée dn correspondant à la durée pour que la pression d'huile atteigne la pression seuil Pseuii lors d'un démarrage. Dans une étape 33, la durée dn est comparée à une durée de référence prédéterminée dréf. Au cas où la durée dn est supérieure à la durée de référence dréf, on considère dans une étape 34 qu'une vidange a été réalisée. Cette information de réalisation d'une vidange peut être transmise à un calculateur du moteur dans une étape 35. [0022] Selon une forme particulière de réalisation, lorsqu'il est déterminé à l'étape 33 que la durée dn est inférieure ou égale à la durée de référence prédéterminée dréf, cette durée de référence peut être modifiée en fonction de la durée dn dans une étape 36, comme représenté sur la figure 3. En particulier, la durée de référence dréf peut être modifiée afin de prendre en compte les durées dn déterminées pour tout ou partie des démarrages effectués depuis la dernière vidange. A cet effet, la durée de référence dréf peut être déterminée de manière à être égale à la somme d'une moyenne de durées dn déterminées lors de démarrages précédents et d'une durée de dispersion prédéterminée Ad. Les durées dn utilisées pour déterminer la moyenne sont par exemples les durées de montée en pression de tous les démarrages effectués depuis la dernière vidange. La modification de la durée de référence dréf permet de prendre en compte différents paramètres influençant la durée de montée en pression de l'huile, ces paramètres étant susceptibles de varier d'un démarrage du moteur à un autr, notamment en ce qui concerne la température d'huile, temps depuis le dernier démarrage, taux de dilution de gazole. [0023] Concernant l'influence de la température d'huile de lubrification du moteur, on a observé sur un moteur donné, lors d'un démarrage normal (pas de vidange), une valeur de pression égale à 3,1 bars pour une température d'huile de lubrification de 35°C, et d'environ 2,2 bars si la température de l'huile est de 60°C. Pour un démarrage suivant un vidange (sans changement du filtre), la pression initiale mesurée a été de 2,2bars, et de 1,8 si le filtre avait de plus été changé. On voit donc que pour bien discriminer les situations, il est avantageux de tenir compte de la température de l'huile, que ce soit pour les durées que pour les vitesses de montée en pression. [0024] La durée de dispersion Ad est typiquement déterminée de manière à être représentative des décalages temporels possibles dus à tous les paramètres influençant la durée de montée en pression autres qu'une vidange. A titre indicatif, la durée de dispersion Ad est par exemple de quelques dixièmes de secondes et la durée de référence dréf est par exemple comprise entre une et trois secondes. Dans cette forme de réalisation, l'entier n identifiant chaque démarrage du moteur peut être incrémenté à chaque démarrage, par exemple lors de l'étape 31, et être remis à la valeur nulle lorsqu'une vidange est détectée, par exemple lors de l'étape 34. [0025] Selon une autre forme particulière de réalisation, la durée de référence dréf peut être déterminée de manière à être égale à la somme de la durée dn déterminée lors du démarrage précédent et de la durée de dispersion Ad mentionnée plus haut. Ainsi, seules la durée dn déterminée lors du précédent démarrage et la durée de dispersion Ad sont nécessaires pour appliquer le procédé selon l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé de détection de la réalisation d'une vidange de lubrifiant dans un dispositif de lubrification d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il 5 comprend les étapes suivantes : - déterminer (32) une durée d' s'écoulant entre un instant où le moteur commence à tourner lors d'un démarrage et un instant où une pression du lubrifiant atteint une valeur seuil de pression Pseuil, - comparer (33) cette durée dn à une durée de référence prédéterminée dréf, 10 - dans le cas où la durée dn est supérieure à la durée de référence dréf, déclarer (34) qu'une vidange a été réalisée. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la durée de référence est choisie en fonction de la température de l'huile de lubrification du moteur. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la durée de référence dréf est égale, lorsqu'une vidange n'est pas déclarée avoir été réalisée lors du démarrage précédent, à la somme de la durée dn déterminée lors de ce démarrage précédent et d'une durée de dispersion prédéterminée Ad. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la durée de référence dréf est égale à la somme d'une moyenne de durées dn déterminées lors de démarrages précédents et d'une durée de dispersion prédéterminée Ad. 25 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel les durées dn utilisées pour déterminer la moyenne de durées sont les durées déterminées depuis qu'une vidange est déclarée avoir été réalisée. 6. Procédé de détection de la réalisation d'une vidange de lubrifiant dans un 30 dispositif de lubrification d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 15 20- déterminer une fenêtre de pression de lubrifiant avec un seuil bas (Pbas) atteint peu après l'instant où le moteur commence à tourner lors d'un démarrage et un seuil haut prédéfini (Phaut), - déterminer la vitesse de montée en pression dans la fenêtre de pression, - dans le cas où la vitesse de montée en pression est inférieure à une vitesse de référence, déclarer qu'une vidange a été réalisée. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel la vitesse de référence est choisie en fonction de la température de l'huile de lubrification du moteur 10 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de lubrification comporte une rampe d'alimentation en lubrifiant d'au moins un palier d'un arbre du moteur à combustion interne et un capteur de pression au niveau de la rampe d'alimentation, la pression du lubrifiant étant déterminée par ce capteur de 15 pression.