Brevet FR2989127A1 — publié le 20131011

PROCEDE D'AIDE AU DEMARRAGE D'UN MOTEUR THERMIQUE ALIMENTE PAR UN CARBURANT POUVANT CONTENIR DE L'ETHANOL [0001] L'invention porte sur le domaine du démarrage des moteurs à combustion pouvant fonctionner avec un carburant contenant une part importante d'éthanol. Notamment, il peut s'agir de moteurs fréquemment désignés par l'appellation « FlexFuel », pouvant fonctionner avec un carburant contenant de 0% à 100% d'éthanol. [0002] Les moteurs pouvant fonctionner à l'éthanol ou un mélange de carburant traditionnel et d'éthanol sont sujets à des difficultés de démarrage à basse température. Par carburant traditionnel, on entend en particulier le carburant utilisé classiquement dans les moteurs à allumage commandé, communément appelé essence, ou supercarburant. [0003] En particulier, lorsque le moteur est froid, l'inflammation de l'éthanol étant plus difficile que celle de l'essence, le démarrage est difficile. La notion de moteur froid s'entend vis-à-vis de la température du liquide contenu dans le circuit de refroidissement du moteur. [0004] Il est connu que selon la proportion d'éthanol contenue dans le carburant, et en particulier lorsque celle-ci est élevée, les démarrages à basse température peuvent en se révéler problématique, c'est-à-dire se traduire par un démarrage plus long, voire impossible du moteur dans des conditions de températures particulièrement basses. [0005] Il est également connu un dispositif pour permettre les démarrages à froid des moteurs fonctionnant avec un mélange d'éthanol. La demande de brevet brésilienne BRP18801648 présente une variante particulière d'un tel dispositif. Ce dispositif comporte un réservoir additionnel rempli d'un second carburant, à faible teneur en éthanol. Ce carburant peut être du supercarburant classique, dit E0, mais peut également être par exemple du supercarburant comportant 22% en volume d'éthanol, dit E22, largement commercialisé sur le marché Brésilien par exemple, ou encore de l'E26 à 26% en volume d'éthanol. [0006] Lors des démarrages à froid, et en présence d'une importante concentration en éthanol dans le carburant, le dispositif de démarrage auxiliaire introduit du carburant à faible concentration en éthanol à l'admission du moteur. [0007] L'emploi de cette technologie nécessite cependant d'embarquer deux qualités de carburant pour le fonctionnement du moteur, ce qui implique une architecture complexe d'alimentation en carburant du moteur. [0008] Une autre approche est envisagée dans le document EP1934467, à savoir de chauffer l'air d'admission et/ou le carburant par des résistances électriques avant le démarrage d'un moteur, notamment lors de la détection de l'actionnement d'une portière du véhicule équipé. [0009] Si cette approche est intéressante, le document ci-dessus évoqué n'enseigne pas comment la mettre en pratique de manière optimale, et notamment des fonctions qui, si elles ne sont pas employées, peuvent remettre en cause le bon fonctionnement du moteur. [0010] Ainsi, l'invention porte sur un procédé d'aide au démarrage d'un moteur thermique contrôlé par un dispositif électronique de contrôle moteur et alimenté par un carburant pouvant contenir de l'éthanol, dans lequel on chauffe le carburant, par un dispositif de chauffage, afin de faciliter le démarrage du moteur, dans lequel on met le dispositif de contrôle moteur dans un état dit de réveil partiel dans lequel seules les fonctionnalités du dispositif de contrôle moteur nécessaires au chauffage du carburant sont activées, consécutivement à la détection d'un événement préalable au démarrage du moteur, et dans lequel le chauffage du carburant est conditionné à des conditions d'autorisation du chauffage prédéfinies. [0011] De préférence, la mise en état de réveil partiel du dispositif de contrôle moteur est déclenchée par l'envoi audit dispositif de contrôle moteur d'un signal spécifique d'une demande de passage en état de réveil partiel. [0012] De préférence, l'événement préalable au démarrage du moteur est l'ouverture d'une portière d'accès au poste de conduite d'un véhicule équipé du moteur thermique. D'autres événement sont bien évidemment envisageable en complément ou en substitution : la détection de la présence d'un utilisateur assis sur le siège conducteur du véhicule, la détection de la présence d'un utilisateur à proximité du véhicule par exemple à l'aide d'un système d'ouverture « main libre » du véhicule, etc. [0013] De préférence on chauffe le carburant, le dispositif électronique de contrôle moteur étant en état de réveil partiel, si et seulement si le taux d'éthanol contenu dans le carburant est supérieur à un taux prédéfini et la température du carburant est inférieure à une température prédéfinie. [0014] De préférence, on chauffe le carburant, le dispositif électronique de contrôle moteur étant en état de réveil partiel si et seulement si l'une ou plusieurs des conditions suivantes sont remplies : - l'absence de signal d'erreur du dispositif de chauffage du carburant; - une tension d'une batterie électrique équipant le moteur supérieure à une valeur prédéfinie ; - un nombre de phases de chauffage du carburant depuis le dernier démarrage effectif du moteur inférieur à un nombre prédéfini. [0015] Selon un mode de réalisation de l'invention, le chauffage du carburant est réalisé pendant une durée déterminée en fonction du taux d'éthanol contenu dans le carburant et de la température avant chauffage du carburant. [0016] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le chauffage du carburant est poursuivi jusqu'à l'atteinte par le carburant, au niveau d'un dispositif d'injection, d'une température prédéfinie. [0017] De préférence, le dispositif de contrôle moteur est mis dans un état dit de réveil total, dans lequel toutes ses fonctionnalités classiquement activée pendant le fonctionnement du moteur sont activées, lors du passage d'une clé de contact du moteur d'une position d'arrêt du moteur à une position de fonctionnement du moteur. [0018] De préférence, la mise en fonctionnement d'un démarreur du moteur est inhibée tant que le chauffage du carburant est en cours. [0019] De préférence, le calculateur est mis en état dit de sommeil, à savoir son état normal à l'arrêt du moteur, après qu'aucune action d'une liste d'actions prédéterminée n'a été détectée durant : - une première durée prédéfinie si aucun chauffage du carburant n'a été réalisé ; - une deuxième durée prédéfinie, supérieure à la première durée prédéfinie, si un chauffage du carburant a eu lieu ou est en cours. [0020] L'invention porte également sur un véhicule automobile comportant un moteur thermique et un dispositif de contrôle moteur arrangés de sorte à mettre en jeu un tel procédé. [0021] Plus généralement, l'application préférentielle d'un procédé conforme à l'invention 5 est un moteur équipant un véhicule automobile. Par exemple, ce moteur est préférentiellement du type dit « flex-fuel », c'est-à-dire pouvant fonctionner avec un carburant contenant de 0% à 100% d'éthanol (carburant « E0 » à « E100 »). [0022] L'invention est décrite plus en détail ci-après et en référence aux figures représentant schématiquement le système dans son mode de réalisation préférentiel. 10 [0023] La figure 1 présente sous forme de logigramme un exemple de gestion du chauffage du carburant mis en jeu dans le cadre d'un procédé conforme à une variante préférentielle de l'invention. [0024] La figure 2 présente de manière schématique les différents états que peut prendre un dispositif de contrôle moteur dans le cadre de l'application d'un procédé 15 conforme à une variante préférentielle de l'invention. [0025] Les exemples de modes de réalisation ci-dessous explicités le sont dans le contexte de l'emploi du procédé pour un véhicule automobile, d'autres applications du procédé étant envisageables mutatis mutandis. [0026] Lors de la détection d'un événement précédant généralement le démarrage d'un 20 moteur à combustion, le dispositif de contrôle moteur, qui était en état de sommeil, qui est son état classique lors de l'arrêt du moteur, est mis dans un état dit de réveil partiel RP. Dans cet état de réveil partiel, seules les fonctionnalités nécessaires au chauffage du carburant sont activées. Parmi les fonctions possibles (selon l'application considérée), on citera à titre d'exemple les fonctions suivantes: le possible actionnement d'un relai ou tout 25 autre dispositif de commande d'une résistance électrique de chauffage du carburant et l'actionnement des moyens de détections de conditions d'autorisation du chauffage ci-après décrites, l'attente et la détection d'un éventuel ordre de démarrage du moteur, l'inhibition du fonctionnement du démarreur du moteur. [0027] Suite à la mise en état de réveil partiel RP du dispositif de contrôle moteur, un 30 certain nombre de critères ou conditions (Cl ...05) sont vérifiés afin de déterminer si le chauffage du carburant est nécessaire et va effectivement être autorisé et réalisé. [0028] Selon les variantes de l'invention considérées, la vérification de ces condition peut être séquentielle ou concomitantes (ou les deux, c'est-à-dire la vérification séquentielle de lots de vérifications concomitantes), et peuvent porter sur toutes ou seulement certaines des conditions suivantes. Dans le cas d'une vérification séquentielle, l'ordre peut également être différent de celui présenté en référence à la figure 1 illustrant un mode de réalisation préférentiel de l'invention. [0029] Une première condition Cl correspond à la vérification du critère selon lequel le chauffage n'est autorisé que si un nombre maximum prédéfini de phase de chauffage n'a pas été atteint depuis le dernier démarrage effectif du moteur. Si cette condition est vérifiées (le nombre maximum de phases de chauffage n'est pas atteint), on passe à la vérification de la condition suivante. [0030] Une seconde condition C2 correspond à l'existence ou non d'un signal d'erreur portant sur le dispositif de chauffage du carburant. Si un signal d'erreur est émis, indiquant un dysfonctionnement du dispositif de chauffage, on n'autorisera pas le chauffage. Si il n'y a pas de signal d'erreur, on passe à la vérification de la condition suivante. [0031] Une troisième condition C3 correspond à la détermination (par mesure directe ou toute autre méthode de détermination) du taux d'éthanol contenu dans le carburant. Pour un moteur de type « flex-fuel », ce taux peut aller de 0% à 100%. Les difficultés de démarrage n'étant rencontrées que lorsque le taux d'éthanol dans le carburant est important, le chauffage carburant n'est nécessaire, et on ne l'autorisera, que si le taux d'éthanol est supérieur à un taux prédéfini. Ce taux dépend de l'application considérée, et peut par exemple être de l'ordre de 80% d'éthanol en volume dans le carburant. Si cette condition est remplie (le taux d'éthanol est supérieur au seuil prédéfini), on passe à la vérification de la condition suivante. [0032] Une quatrième condition C4 correspond à la détermination (par mesure directe ou toute autre méthode de détermination) de la température du carburant. La température sera préférentiellement déterminée au niveau d'une rampe d'injection. Les difficultés de démarrage n'étant rencontrées que lorsque la température du carburant est basse, le chauffage carburant n'est nécessaire, et on ne l'autorisera, que si la température du carburant est inférieure à une température prédéfinie, typiquement de l'ordre de 15°C. Si cette condition est remplie (la température du carburant est supérieure à la température prédéfinie), on passe à la vérification de la condition suivante. [0033] Une cinquième condition C5 correspond à la vérification de la tension d'une batterie alimentant les fonctions électriques du moteur et le cas échéant du véhicule équipé. Le chauffage ne sera autorisé que si la tension est supérieure à une tension prédéfinie (par exemple de l'ordre de 12,26V), ou si elle est dans une plage de tension prédéfinie (par exemple entre 12,26V et 16V). [0034] Dans l'exemple ici présenté, si toutes les conditions (Cl ...05) sont remplies, le chauffage est autorisé, et une étape de chauffage H débute. Un certain nombre d'opération sont alors menées sur le dispositif de contrôle moteur, dans une phase opératoire CMM-OP. Typiquement, un compteur de phase de chauffage avant démarrage du moteur est incrémenté. Le contrôle moteur est mis dans un état d'attente de l'actionnement d'une clé de contact (ou de toute autre commande de démarrage du moteur, par exemple un bouton de démarrage pour un véhicule équipé d'une fonction de démarrage sans clé.) [0035] Les paramètres de l'étape de chauffage H dépendent du taux d'éthanol dans le carburant et de la température du carburant d'autre part. Typiquement, la durée du chauffage peut être modulée en fonction du taux d'éthanol dans le carburant et de la température du carburant avant chauffage. Dans une autre variante, le chauffage peut être poursuivi jusqu'à l'atteinte d'une température cible du carburant (par exemple 15°C ou plus). [0036] Quelle que soit la variante de l'invention considérée, la vérification des conditions prises en compte dans le procédé peut être réalisée de manière répétée ou permanente pendant la phase de chauffage H, afin de savoir si le dispositif de contrôle moteur doit être maintenu en état de réveil partiel et si le chauffage du carburant doit être poursuivi. Si un des critères venait à ne plus être rempli, le dispositif de contrôle commande est mis dans un mode temporisation avant mise en sommeil PL, cette temporisation avant mise en sommeil étant généralement désignée par les motoristes par l'expression anglophone « power latch ». [0037] Par ailleurs, suite à une phase de chauffage, le dispositif de contrôle moteur est mis dans un mode d'attente SB, dans lequel on attend la détection d'une action de l'utilisateur du moteur. Typiquement, on attend un ordre de démarrage du moteur, ou l'utilisation d'une autre fonction électrique du véhicule équipé du moteur. Si pendant ce temps la température du carburant retombe de sorte que la quatrième condition C4 (ou un autre critère de température du carburant) n'est plus remplie, ou si le mode d'attente SB dure longtemps qu'une durée définie dans une sixième condition C6, typiquement 180 secondes, le dispositif de contrôle moteur est mis dans un mode temporisation avant mise en sommeil PL. [0038] On notera que la temporisation avant sommeil peut présenter avantageusement des durées différentes selon que la mise dans le mode de temporisation avant mise en sommeil PL fait suite ou non à une phase de chauffage H, de sorte que le dispositif de contrôle moteur est mis en sommeil après - une première durée prédéfinie si aucun chauffage du carburant n'a été réalisé ; - une deuxième durée prédéfinie, supérieure à la première durée prédéfinie, si un chauffage du carburant a eu lieu ou est en cours. [0039] Lorsqu'un ordre de démarrage est émis suite à ou pendant une phase de chauffage H, on vérifie alors que la température du carburant est suffisante, ou que la phase de chauffage H chauffage a duré le temps déterminé préalablement en fonction du taux d'éthanol dans le carburant et de la température du carburant avant chauffage, et on autorise le démarrage ou on le temporise. [0040] La figure 2 présente un résumé des principaux états que peut prendre le dispositif de contrôle moteur, et les possibles passages d'un état vers un autre, en faisant abstraction des états intermédiaires de temporisation. [0041] L'état de sommeil S est peut ainsi être suivi de la mise du dispositif de contrôle moteur en état de réveil partiel RP dans le cas de la détection d'un événement préalable au démarrage du moteur, ou en état de réveil total, par exemple si un ordre de démarrage est détecté directement. [0042] La phase de réveil partiel RP peut être suivie d'une phase de réveil total RT par exemple si un ordre de démarrage est détecté, ou d'une phase de temporisation avant sommeil PL, par exemple si aucune action de l'utilisateur n'est détectée, ou si l'une des conditions nécessaires pour autoriser le chauffage du carburant n'est plus remplie. [0043] La phase de réveil total sera suivie d'une phase de temporisation avant sommeil PL, par exemple suite à l'arrêt du moteur. [0044] La durée de temporisation dans la phase de temporisation avant sommeil PL peut être différente selon les événements préalables au passage du dispositif de contrôle moteur vers cet état : passage depuis un réveil total RT, passage depuis un réveil partiel au cours duquel aucun chauffage du carburant n'a été effectué, passage depuis un réveil partiel au cours duquel un chauffage du carburant a été effectué. [0045] Si un événement préalable au démarrage du moteur est détecté pendant une phase de temporisation avant sommeil PL, le dispositif de contrôle moteur est mis en état de réveil partiel. [0046] Si une autre action de l'utilisateur est détectée, le dispositif de contrôle moteur peut être mis en état de réveil total. [0047] Sinon, le dispositif de contrôle moteur est mis en état de sommeil S. [0048] D'autres fonctions peuvent être intégrées au procédé objet de l'invention. Typiquement, il est possible d'y adjoindre une fonction de calcul de l'énergie dépensée pour le chauffage du carburant, afin d'adjoindre au procédé des fonctions de management de la batterie électrique pour éviter sa trop grande décharge, ou pour assurer sa recharge totale lors de la prochaine phase de fonctionnement du moteur. [0049] L'invention propose ainsi un procédé permettant de tirer le meilleur parti d'une stratégie de chauffage du carburant pour faciliter le démarrage d'un moteur fonctionnant avec un fort taux d'éthanol, sans avoir recours à un dispositif employant un second carburant spécifiquement dédié au démarrage du véhicule. Selon la variante de l'invention considérée, des fonctions de protection du moteur et de son bon fonctionnement son intégrées au procédé selon l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé d'aide au démarrage d'un moteur thermique contrôlé par un dispositif électronique de contrôle moteur et alimenté par un carburant pouvant contenir de l'éthanol, dans lequel on chauffe le carburant (H), par un dispositif de chauffage, afin de faciliter le démarrage du moteur, caractérisé par la mise du dispositif de contrôle moteur dans un état dit de réveil partiel (RP) dans lequel seules les fonctionnalités du dispositif de contrôle moteur nécessaires au chauffage du carburant sont activées, consécutivement à la détection d'un événement préalable au démarrage du moteur, et par le fait de conditionner le chauffage du carburant (H) à des conditions d'autorisation du chauffage (Cl ...05) prédéfinies. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la mise en état de réveil partiel (RP) du dispositif de contrôle moteur est déclenchée par l'envoi audit dispositif de contrôle moteur d'un signal spécifique d'une demande de passage en état de réveil partiel (RP). 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel l'événement préalable au démarrage du moteur est soit : - l'ouverture d'une portière d'accès au poste de conduite d'un véhicule équipé du moteur thermique ; soit - la détection de la présence d'un utilisateur assis sur un siège conducteur du véhicule ; soit - la détection de la présence d'un utilisateur à proximité du véhicule ; soit - la combinaison ou la succession de plusieurs de ces événements. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on chauffe le carburant (H), le dispositif électronique de contrôle moteur étant en état de réveil partiel (RP), si et seulement si le taux d'éthanol contenu dans le carburant est supérieur à un taux prédéfini (C3) et la température du carburant est inférieure à une température prédéfinie (C4). 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on chauffe le carburant (H), le dispositif électronique de contrôle moteur étant en état de réveil partiel (RP) si et seulement si l'une ou plusieurs des conditions suivantes sont remplies : - l'absence de signal d'erreur du dispositif de chauffage du carburant (C2); - une tension d'une batterie électrique équipant le moteur supérieure à une valeur prédéfinie (C5) ; - un nombre de phases de chauffage du carburant depuis le dernier démarrage effectif du moteur inférieur à un nombre prédéfini (C1). 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le chauffage du carburant (H) est réalisé pendant une durée déterminée en fonction du taux d'éthanol contenu dans le carburant et de la température avant chauffage du carburant. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le chauffage du carburant est poursuivi jusqu'à l'atteinte par le carburant, au niveau d'un dispositif d'injection, d'une température prédéfinie. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de contrôle moteur est mis dans un état dit de réveil total (RT), dans lequel toutes ses fonctionnalités classiquement activée pendant le fonctionnement du moteur sont activées, lors du passage d'une clé de contact du moteur d'une position d'arrêt du moteur à une position de fonctionnement du moteur. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la mise en fonctionnement d'un démarreur du moteur est inhibée tant que le chauffage du carburant est en cours. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le calculateur est mis en état dit de sommeil (S), à savoir son état normal à l'arrêt du moteur, après qu'aucune action d'une liste d'actions prédéterminée n'a été détectée durant : - une première durée prédéfinie si aucun chauffage du carburant n'a été réalisé ; - une deuxième durée prédéfinie, supérieure à la première durée prédéfinie, si un chauffage du carburant a eu lieu ou est en cours. 11. Véhicule automobile comportant un moteur thermique et un dispositif de contrôle moteur arrangés de sorte à mettre en jeu un procédé selon l'une des revendications précédentes.