Brevet FR2997995A1 — publié le 20140516

PROCEDE DE COMMANDE DE POMPE A HUILE A DILUTION REDUITE [0001] L'invention concerne la présence de carburant et/ou d'eau dans l'huile de lubrification d'un moteur à combustion de véhicule automobile, ce phénomène étant connu sous le nom de dilution. [0002] Les taux de dilution qui deviennent importants peuvent générer de l'endommagement sur le lubrifiant et les pièces lubrifiées. [0003] Sur les moteurs Flex Fuel, par exemple dans les pays d'Amérique du Sud où ce type de moteur est très utilisé, le taux d'éthanol et d'eau dans l'huile du véhicule peut s'avérer atteindre des niveaux importants. De plus, certains clients ayant une utilisation sévère du véhicule atteignent rarement une température suffisante qui permettrait d'évaporer régulièrement l'éthanol et l'eau se trouvant dans l'huile. Par ailleurs, lorsque l'huile atteint exceptionnellement une température importante, l'eau et l'éthanol en grande quantité s'évaporent rapidement, et cette grande quantité de gaz retournant à l'admission crée un phénomène de remontée soufflante massive, appelé blow by massif selon la terminologie anglo-saxone, lequel constitue un disfonctionnement important du moteur. [0004] L'invention vise à résoudre ces deux problèmes, c'est-à-dire à limiter le phénomène de dilution et à éviter une évaporation brutale de carburant et/ou d'eau due à un fort phénomène de dilution et sa réduction brutale. [0005] Ces buts sont atteints selon l'invention grâce à un procédé de commande de pompe à huile pilotée de moteur à combustion de véhicule automobile comprenant l'étape consistant à initier au moins une phase de fonctionnement nominal de type piloté de la pompe, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à évaluer un degré de dilution de carburant et/ou d'eau dans l'huile et l'étape consistant à initier sélectivement une phase de fonctionnement en mode marginal de la pompe en fonction du degré de dilution ainsi évalué, le mode de fonctionnement marginal de la pompe consistant en un mode faisant partie du groupe constitué d'un mode non piloté et d'un mode à pression d'huile accrue par rapport au mode nominal. [0006] Avantageusement, le mode de fonctionnement marginal consiste en un fonctionnement régulé mécaniquement de la pompe. [0007] Avantageusement, la pompe est une pompe à cylindrée variable et le mode de fonctionnement marginal de la pompe consiste en une régulation en pression réalisée par un dispositif mécanique externe à la pompe. [0008] Avantageusement, le procédé comprend l'étape consistant à initier un fonctionnement de la pompe à huile en mode nominal une fois que l'huile a atteint une température seuil. [0009] Avantageusement, le procédé comprend l'étape consistant à mesurer ou estimer par un modèle un taux de carburant et un taux d'eau dans l'huile, à comparer le taux de carburant mesuré ou estimé à une valeur seuil de taux de carburant, à comparer le taux d'eau mesuré ou estimé à une valeur seuil de taux d'eau, et à définir une température seuil différente selon que le taux de carburant mesuré ou estimé dépasse la valeur seuil de taux de carburant ou que le taux d'eau mesuré ou estimé dépasse la valeur seuil de taux d'eau. [0010] Avantageusement, le procédé comprend l'étape consistant à initier le fonctionnement de la pompe (11) en mode marginal lorsque la température de l'huile est inférieure à une valeur palier, et l'étape préalable consistant à définir une température palier qui dépend du fait que le taux de carburant est supérieur au seuil de taux de carburant ou que le taux d'eau est supérieur au seuil de taux d'eau. [0011] Avantageusement, le carburant est de l'éthanol [0012] Avantageusement, la température seuil est suffisamment élevée pour que le carburant et/ou l'eau s'évapore hors de l'huile à cette température. [0013] L'invention concerne également un contrôleur de commande de pompe à huile de véhicule automobile comportant une entité logique mettant en oeuvre un tel procédé de commande de pompe à huile. [0014] L'invention concerne également un moteur à combustion de véhicule automobile comportant un tel contrôleur de commande de pompe à huile. [0015] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence à la figure unique annexée qui représente un moteur équipé d'un contrôleur commandant une pompe à huile selon l'invention ; [0016] Tel que représenté sur la figure annexée, le présent moteur 10 possède une pompe à huile 11 de type pilotée. Les pompes à huile pilotées ou pompes à huile à débit variable sont bien connues. De telles pompes fonctionnent typiquement par variation de leur cylindrée de pompage sous l'effet d'un pilotage de type électronique, notamment sous la commande du contrôle moteur par l'utilisation d'une électrovanne, la variation de cylindrée entrainant une variation du débit de la pompe ainsi qu'une variation de la pression d'huile dans le circuit de lubrification du moteur. La pompe 11 est appelée pompe pilotée du fait qu'elle est configurée pour fonctionner par pilotage par une entité électronique d'un paramètre structurel de la pompe lequel influe sur le débit et la pression générés par la pompe. Une pompe non pilotée est au contraire typiquement une pompe soit à cylindrée fixe et dont la régulation en pression du moteur se fait par un moyen externe tel qu'un clapet ou une dérivation également connue sous le terme anglo-saxon de by-pass, soit une pompe appelée régulée mécaniquement, dont la régulation typiquement de type interne, permet un changement de cylindrée en fonction de la pression générée par la pompe. Cette régulation mécanique permet tout comme un clapet ou un by-pass de ne pas atteindre des pressions trop élevées dans le circuit de lubrification. [0017] L'objectif de la pompe à huile pilotée est de limiter les frottements intrinsèques de la pompe et le couple hydraulique et donc les pertes mécaniques du moteur qui entraine cette pompe. De plus, la pompe pilotée permet de réduire les débits dans le moteur et donc d'augmenter la température locale des pièces et diminuer les frottements. [0018] Le présent moteur 10 est également équipé d'un contrôleur moteur 12. Le présent contrôleur moteur 12 est quant à lui équipé d'un estimateur 13 de taux de dilution à l'eau et l'éthanol. L'estimateur 13 de taux de dilution est relié à un capteur 14 de présence d'eau dans l'huile et à un capteur 15 de présence de carburant dans l'huile, lesquels lui délivrent une valeur de mesure d'autant plus élevée que le carburant ou l'eau est fortement présente dans l'huile, et l'estimateur 13 déduit un taux de dilution en carburant et en eau à partir de ces valeurs. L'estimateur 13 peut aussi être modélisé à partir des données du contrôle moteur. [0019] Le contrôleur moteur 12 met ici en oeuvre une stratégie de commande de la pompe à huile qui dépend du taux de dilution estimé par l'estimateur 13. [0020] La pompe 11 présente un fonctionnement nominal dans lequel elle fonctionne en mode piloté, la pompe délivrant une puissance de pompage régulée électroniquement de manière à faire circuler l'huile dans le moteur 10 de manière à assurer une lubrification suffisante de ce dernier, tout en délivrant une puissance hydraulique optimisée de manière à éviter une perte d'énergie mécanique et hydraulique rencontrée habituellement sur les pompes ne présentant pas un tel pilotage, notamment les pompes régulées de manière purement mécaniques. [0021] Dans le mode de réalisation décrit ici, on prévoit un mode de fonctionnement marginal de la pompe 11 dans lequel la pompe n'est plus pilotée, la pompe 11 fonctionnant alors en mode régulé mécaniquement ou avec une régulation réalisée par ailleurs par un clapet ou par une dérivation ou by-pass dans la terminologie anglo-saxone. Dans ce mode marginal, le non-pilotage de la pompe 11 génère une augmentation des pertes par frottement du moteur et donc une surconsommation. [0022] Cependant, ce mode marginal a lieu dans un cas exceptionnel, à savoir lorsque le moteur atteint un taux de dilution trop élevé. En effet, la présente stratégie consiste à ne pas piloter la pompe à huile 11 lorsque le taux de dilution calculé est trop élevé. Cela permet d'augmenter la température l'huile et donc de favoriser l'évaporation. Enfin lorsque la température atteint une température proche de la température de l'évaporation on pilote à nouveau la pompe à huile 11. Dans le cas contraire l'augmentation trop rapide de température au-dessus de la température d'évaporation de gaz génèrerait des débits de blow by élevés qui ne pourraient être gérés par le moteur 10. [0023] Dans le présent mode de réalisation, la stratégie comporte deux points. Le premier point est le non-pilotage de la pompe à huile 11 tant que la température d'huile est inférieure à la température d'évaporation du carburant et d'eau se trouvant dans l'huile. Cela permet d'augmenter plus rapidement la température d'huile par plusieurs moyens, à savoir par augmentation des pertes par frottement de la pompe à huile 11, par ouverture des gicleurs de fond de piston, et par augmentation des débits d'huile. [0024] Cette stratégie, mise en oeuvre ici en adoptant le mode régulé mécaniquement dans le mode marginal, permet de gagner jusqu'à 15°C sur la température d'huile et donc à trajet égal de favoriser l'évaporation d'éthanol et donc de diminuer les dilutions par rapport à une situation de vie en pompe à huile pilotée. [0025] Le deuxième point est la reprise du pilotage de la pompe à huile 11 dès que la température d'huile atteint la température d'évaporation du carburant se trouvant dans l'huile. Cela permet d'éviter une montée en température d'huile trop brusque lors de l'évaporation du carburant et donc cela évite des débits de blow by trop élevés. [0026] Le présent mode de réalisation concerne donc avantageusement les moteurs ayant un carburant pouvant s'évaporer en dessous de 150°C, température vue par l'huile. Par ailleurs, ce mode de réalisation concerne les moteurs possédants un estimateur de dilution et une pompe à huile pilotée. [0027] Afin de protéger le moteur, le procédé décrit ici génère donc pour les clients sévères une évaporation régulière de l'éthanol et de l'eau se trouvant dans l'huile, évitant ainsi un fort phénomène de dilution et évitant un phénomène de blow by massif en cas de montée en température brutale du moteur. [0028] La demande du mode marginal non piloté est avantageusement initiée de la façon suivante par le contrôleur 12, lequel comporte une entité logique, réalisée sous forme logicielle ou sous forme de circuit matériel, cette entité logique mettant en oeuvre les étapes de traitement décrites maintenant. Le contrôleur 12 met en oeuvre une fonction dilution qui demande le passage en mode non piloté de la pompe à huile 11, ou mode régulé mécaniquement, si une des deux conditions suivantes est vérifiée. La première condition est que l'estimation permet d'établir que la masse de carburant présente dans l'huile est supérieure à un seuil. Ce seuil est ici calibrable et comporte une hystérésis de désactivation également calibrable. La deuxième condition est que l'estimation de la masse d'eau présente dans l'huile est supérieure à un seuil. Ce seuil est calibrable et comporte une hystérésis de désactivation également calibrable. [0029] Le mode marginal non piloté est maintenu tant que la température d'huile est inférieure à un seuil SEUIL OIL. Ce seuil prend les valeurs calibrables SEUIL OIL1 C si la première condition est activée et SEUIL OIL2 C si c'est la deuxième condition. Si plusieurs conditions sont activées simultanément, le seuil SEUIL OIL prend la valeur calibrable correspondante selon l'ordre de priorité suivant : deuxième condition puis première condition. [0030] Le mode non piloté n'est plus maintenu si toutes les conditions, à savoir la deuxième et la première condition, deviennent inactives. Chacune des deux conditions est ici désactivable par calibration. [0031] La demande du mode piloté est avantageusement initiée de la façon suivante par le contrôleur 12, lequel comporte une entité logique, réalisée sous forme logicielle ou sous forme de circuit matériel, cette entité logique mettant en oeuvre les étapes de traitement décrites maintenant. Une fois que la température d'huile dépasse le seuil SEUIL OIL et tant qu'elle ne repasse pas sous une hystérésis HYS OIL, la fonction dilution stoppe la demande du mode non piloté ou régulé mécaniquement et demande l'activation du mode piloté ou mode nominal de la pompe à huile 11. Cette hystérésis HYS OIL prend les valeurs calibrables HYS OIL1 C si la première condition est activée, HYS OIL2 C si c'est la deuxième condition. De la même manière que précédemment, si plusieurs conditions sont activées simultanément, l'hystérésis HYS OIL prend la valeur calibrable selon le même ordre de priorité : deuxième condition puis première condition. Si la température d'huile repasse sous l'hystérésis HYS OIL, le mode non piloté ou régulé mécaniquement est à nouveau demandé. [0032] Le présent contrôleur 12 met également en oeuvre une fonction d'annulation des demandes spécifiques de mode piloté et de mode non piloté. Dès que la température d'huile dépasse une première fois un seuil calibrable SEUIL OIL3 C de désactivation, les demandes de non pilotage et de reprise de mode piloté par la fonction dilution sont désactivées. Dans le présent mode de réalisation, le repassage de la température d'huile sous SEUIL OIL3 C ne réactive pas les demandes de mode non piloté ou de mode piloté par la fonction dilution. [0033] Dans un autre mode de réalisation décrit maintenant, le mode marginal de fonctionnement de la pompe 11 reste un mode piloté, ce mode marginal consistant en un pilotage de la pompe de manière à accroitre la pression d'huile par rapport à la pression en présence dans le mode nominal. [0034] A cet effet, le mode marginal consiste ici en un accroissement de la cylindrée de la pompe 11, lequel génère un accroissement de la pression et un accroissement du débit de l'huile en sortie de la pompe. Par l'augmentation de la pression d'huile, on obtient une augmentation de la température de l'huile laquelle génère une évaporation du carburant et/ou de l'eau en présence dans l'huile. L'augmentation de température, obtenue dans ce cas sans adopter de manière stable la cylindrée maximale de la pompe 11, est déjà bénéfique pour générer une évaporation du carburant et/ou de l'eau dont le niveau de dilution a été détecté comme supérieur à un seuil de déclenchement de ce mode marginal. Un deuxième effet de la mise en oeuvre de ce mode marginal, ce deuxième effet étant indépendant de l'effet d'évaporation et pouvant être mis en oeuvre avec des carburants ne pouvant pas s'évaporer de l'huile, est une meilleure lubrification du moteur 10 due à l'accroissement de la pression d'huile, laquelle lubrification pallie à la perte d'effet lubrificateur due au fait que le carburant est fortement présent dans l'huile. En effet, en plus de favoriser la montée en température de l'huile, ou en variante sans augmenter la température de l'huile, augmenter la pression d'huile lorsque le taux de dilution est élevé permet de diminuer les risques de grippage et d'usure des paliers. En d'autres termes, on met en oeuvre dans ce mode marginal une cartographie de pression d'huile supérieure ou très supérieure à la cartographie classique, laquelle permet préférentiellement l'évaporation du carburant et/ou de l'eau en excès.25 REVENDICATIONS1. Procédé de commande de pompe à huile pilotée (11) de moteur à combustion (10) de véhicule automobile comprenant l'étape consistant à initier (12) au moins une phase de fonctionnement nominal de type piloté de la pompe (11), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à évaluer (13,14,15) un degré de dilution de carburant et/ou d'eau dans l'huile et l'étape consistant à initier sélectivement une phase de fonctionnement en mode marginal de la pompe (11) en fonction du degré de dilution ainsi évalué, le mode de fonctionnement marginal de la pompe consistant en un mode faisant partie du groupe constitué d'un mode non piloté et d'un mode à pression d'huile accrue par rapport au mode nominal. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mode de fonctionnement marginal consiste en un fonctionnement régulé mécaniquement de la pompe (11). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe (11) est une pompe à cylindrée variable et le mode de fonctionnement marginal de la pompe (11) consiste en une régulation en pression réalisée par un dispositif mécanique externe à la pompe. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à initier un fonctionnement de la pompe à huile (11) en mode nominal une fois que l'huile a atteint une température seuil (SEUIL OIL). 5. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à mesurer ou estimer par un modèle un taux de carburant et un taux d'eau dans l'huile (13,14,15), à comparer le taux de carburant mesuré ou estimé à une valeur seuil de taux de carburant, à comparer le taux d'eau mesuré ou estimé à une valeur seuil de taux d'eau, et à définir une température seuil différente (SEUIL OIL1 C, SEUIL OIL 2 C) selon que le taux de carburant mesuré ou estimé dépasse la valeur seuil de taux de carburant ou que le taux d'eau mesuré ou estimé dépasse la valeur seuil de taux d'eau. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à initier le fonctionnement de la pompe (11) en mode marginal lorsque la température de l'huile est inférieure à une valeur palier (HYS OIL, HYS OIL1 C, HYS OIL2 C), et l'étape préalable consistant à définir une température palier (HYS OIL1 C, HYS OIL2 C) qui dépend du fait que le taux de carburant est supérieur au seuil de taux de carburant ou que le taux d'eau est supérieur au seuil de taux d'eau. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le carburant est de l'éthanol 8. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la température seuil (SEUIL OIL, SEUIL OIL1 C, SEUIL OIL 2 C) est suffisamment élevée pour que le carburant et/ou l'eau s'évapore hors de l'huile à cette température. 9. Contrôleur (12) de commande de pompe à huile (11) de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte une entité logique mettant en oeuvre un procédé de commande de pompe à huile selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Moteur à combustion de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un contrôleur (12) de commande de pompe à huile (11) selon la revendication précédente.