Brevet FR2987072A1 — publié le 20130823

PROCEDE DE CORRECTION D'UN SYSTEME DE CALCUL DE LA CONSOMMATION D'HUILE D'UN MOTEUR EQUIPE D'UN FILTRE A PARTICU LES La présente invention concerne un procédé de correction d'un système de calcul de la consommation d'huile de lubrification d'un moteur à combustion interne équipé d'un filtre à particules, ainsi qu'un calculateur de gestion du filtre à particules et un véhicule automobile mettant en oeuvre un tel procédé de correction. Les moteurs à combustion interne du type Diesel pour véhicules automobiles, comportent généralement un filtre à particules se trouvant dans la ligne d'échappement, destiné à collecter les particules de suie générées par la combustion du carburant. Les filtres à particules collectent aussi différents résidus restant fixés dedans, qui peuvent venir de plusieurs sources, notamment de cendres provenant de la combustion d'huile consommée par les cylindres, ou d'un additif ajouté dans le carburant si le type de filtre à particules en nécessite un. Les suies ainsi que les résidus qui se déposent dans le filtre à particules encrassent ce filtre, et le colmatent progressivement. Suivant une stratégie connue, le calculateur de gestion du filtre à particules réalise périodiquement des évaluations d'obstruction du filtre, en mesurant la différence de pression dans la ligne d'échappement entre l'amont et l'aval de ce filtre, afin d'en déduire la quantité de suies déposées, et d'effectuer la régénération de ce filtre d'une manière particulièrement adaptée à cette quantité. Il est donc intéressant de connaître avec précision les dépôts de résidus sur le filtre à particules, venant de l'huile et de l'additif, afin de tenir compte de la part de ces résidus dans le colmatage du filtre, pour en déduire la part de colmatage revenant aux suies. On peut ainsi connaître avec plus de précision la quantité de suies à régénérer, pour ajuster au mieux notamment le type de régénération et la périodicité, ainsi que la quantité d'additif à ajouter s'il y en a un. De cette manière on limite le nombre de régénérations nécessaires qui consomment du carburant et usent le filtre à particules, et on obtient la meilleure durée de vie des composants, ainsi que des coûts réduits. De plus la connaissance précise de la consommation d'huile par le moteur peut permettre d'améliorer les indications de diagnostic données au conducteur ou à un réparateur, sur le fonctionnement et l'état d'usure de ce moteur. Un système d'estimation connu d'aide à la maintenance d'un filtre à particules, décrit notamment dans le document FR-A1-2 862 086, comporte des moyens de calcul du volume de cendres produites par l'huile du moteur, des moyens de calcul du volume de cendres produites par le carburant d'alimentation du moteur, des moyens de calcul du volume utile du filtre à particules à partir d'un volume total de ce filtre à l'état neuf, et des volumes de cendres calculés précédemment, et des moyens de calcul d'un taux d'encrassement du filtre à particules à partir du volume total du filtre à l'état neuf et du volume utile calculé précédemment, pour déclencher une requête de maintenance lorsque le taux d'encrassement dépasse un seuil prédéterminé. Par ailleurs, un moyen de calcul de la consommation d'huile comporte de manière connue des cartographies qui utilisent des données d'entrée comme la vitesse et le couple du moteur, les températures de l'eau et de l'huile, et le mode de combustion dans les cylindres, pour calculer une consommation type qui est standard. De même, dans le cas d'un additif ajouté au carburant, on prendra en compte la quantité de cendres venant de la combustion de cet additif, établie à partir d'un moyen de calcul de la consommation d'additif comportant des cartographies qui utilisent des données d'entrée comme la consigne de dosage ou la demande d'ajout d'additif, pour calculer aussi une consommation type qui est standard. Ces méthodes de calcul de consommation d'huile et d'additif donnent une valeur théorique des consommations, ne tenant pas compte de problèmes particuliers comme l'usure du moteur ou son encrassement. Le volume des résidus que ces consommations génèrent, peut être mal estimé, ce qui peut perturber le calcul du volume de suies réellement présent dans le filtre à particules. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un procédé de correction d'un système de calcul de la consommation d'huile de lubrification d'un moteur à combustion interne équipé d'un filtre à particules qui est régénéré périodiquement de manière complète RGn, ce système comportant un modèle de consommation qui utilise des données d'entrée comme la vitesse et le couple du moteur, les températures de l'eau et de l'huile, et le mode de combustion dans les cylindres, ainsi que le taux de réduction en cendres de cette huile lors de la combustion, pour calculer la masse totale de résidus d'huile déposés dans le filtre, caractérisé en ce qu'après des régénérations complètes RGn du filtre à particules, il réalise une mesure de la différence de pression dans la ligne d'échappement de part et d'autre de ce filtre pour connaître la dérive de cette différence de pression, et il en déduit une masse d'huile estimée qui sert à corriger le calcul de la masse d'huile consommée. Un avantage de ce procédé de correction, est qu'il permet de corriger de manière périodique le système de calcul de la consommation d'huile, à partir de données réellement mesurées au cours du fonctionnement du moteur. Le procédé de correction selon l'invention, peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le calcul de la dérive du différentiel de pression utilise le débit volumique des gaz d'échappement, et comprend d'abord un calcul après la première régénération du filtre à particules neuf, de coefficients A_ref et B_ref de la parabole de référence de la différence de pression DP_ref de ce filtre, qui est de la forme : DP_ref = A_ref.Qvol2 + B_ref.Qvol, puis des calculs de la dérive du différentiel de pression, comprenant après des régénérations complètes RGn du filtre à particules, à chaque fois un calcul de nouveaux coefficients An, Bn de la parabole DPn, en utilisant la même formule DPn = An.Qvol2 + Bn.Qvol. Avantageusement, le procédé de correction exploite les valeurs de débit volumique et de rapport de différence de pression, avec une cartographie contenant des données particulières de ce type de filtre à particules, pour donner une estimation de la masse totale estimée de résidus déposés dans ce filtre. Avantageusement, le procédé retire de la masse totale de résidus estimée, la masse totale de résidus d'additif calculée, dans le cas où la régénération du filtre à particules utilise un additif, pour obtenir la part de la masse totale de résidus estimée venant de l'huile. Avantageusement, le procédé divise la masse totale de résidus d'huile calculée, par le taux de réduction en cendres de cette huile lors de la combustion, pour obtenir la masse totale d'huile calculée, et en ce qu'il divise la masse totale de résidus d'huile estimée, par le taux de réduction en cendres lors de la combustion, pour obtenir la masse totale d'huile estimée, ces deux valeurs de masse totale d'huile calculée et d'huile estimée étant enfin comparées pour obtenir un premier facteur de correction instantanée. Avantageusement, le procédé calcule ensuite une correction de la consommation d'huile après les régénérations complètes RGn, qui effectue une comparaison entre la correction précédente de la consommation d'huile initiale, et la correction qu'aurait dû avoir la consommation d'huile initiale pour arriver à la bonne valeur, pour obtenir un deuxième facteur de correction proportionnelle. Avantageusement, les facteurs de correction sont utilisés pour corriger la masse totale calculée d'huile consommée, en multipliant le calcul de la consommation d'huile instantanée avec le deuxième facteur de correction proportionnelle, et en additionnant la masse totale calculée d'huile consommée, avec le premier facteur de correction instantanée. Avantageusement, les résultats des calculs des facteurs de correction sont soumis à une saturation permettant d'imposer ou non une monotonie des corrections, ou de réaliser des diagnostics sur une sous-consommation ou une surconsommation de lubrifiant. L'invention a aussi pour objet un calculateur de gestion d'un filtre à particules d'un moteur à combustion interne, mettant en oeuvre un procédé de correction d'un système de calcul de la consommation d'huile de lubrification, comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention a de plus pour objet un véhicule automobile disposant d'un filtre à particules d'un moteur à combustion interne, qui met en oeuvre un procédé de correction d'un système de calcul de la consommation d'huile de lubrification, comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma présentant un système de calcul des consommations d'huile et d'additif selon l'art antérieur ; - la figure 2 et un schéma présentant un système de calcul des consommations d'huile et d'additif, comprenant un procédé de correction selon l'invention ; - la figure 3 est un schéma présentant la stratégie de ce procédé de correction ; - la figure 4 est un schéma présentant le calcul de la dérive du différentiel de pression de cette stratégie ; - la figure 5 et un schéma présentant le calcul de la correction instantanée de cette stratégie ; et - la figure 6 est un schéma présentant le calcul de la correction proportionnelle de cette stratégie. 2 9870 72 6 La figure 1 présente un système de calcul des consommations d'huile et d'additif pour un moteur du type Diesel, disposant d'une première partie 2 calculant la consommation d'huile, et d'une deuxième partie 30 proposée en option si le véhicule utilise un additif d'aide à la régénération du filtre à 5 particules, calculant la consommation de cet additif, ces deux calculs permettant de déduire la quantité de cendres que la combustion de ces deux fluides produira. La première partie 2 comporte un modèle de consommation d'huile 4 recevant des informations sur le fonctionnement du moteur, en particulier le 10 régime et le couple de ce moteur 6, les températures d'eau 8 et d'huile 10, et le mode de combustion de ce moteur 12. Le modèle de consommation d'huile 4 comporte des données en mémoire, utilisant par exemple des cartographies, pour déduire de ces informations d'entrée un calcul de la consommation d'huile instantanée 14, qui peut être exprimé en mg/km ou en 15 mg/s. Le calcul de la consommation d'huile instantanée 14 peut être utilisé directement par différentes fonctions, comme un modèle de dilution du carburant dans cette huile 16. Le calcul de la consommation d'huile instantanée 14 est ensuite intégré 20 18 pour obtenir une masse totale calculée d'huile consommée 24, qui est multipliée 20 par un taux de réduction en cendres lors de la combustion 22. On obtient alors une masse totale de résidus d'huile calculée 56, qui représente la part de résidus restant fixés dans le filtre à particules, venant de la masse de ces cendres produites. 25 De la même manière, la deuxième partie 30 comporte un modèle de consommation d'additif 32 recevant des informations sur le système de régénération du filtre à particules, en particulier la consigne de dosage de cet additif 34, la demande d'ajout d'additif 36, est un diagnostic du dosage 38. Le modèle de consommation d'additif 32 comporte des données en mémoire, 30 utilisant par exemple des cartographies, pour déduire de ces informations d'entrée un calcul de la consommation d'additif 40 qui est exprimé en mg/phase d'addition. Le calcul de la consommation d'additif 40 peut-être utilisé directement par différentes fonctions 42, comme un modèle de calcul du rapport de l'additif dans les suies de la combustion. Le calcul de la consommation d'additif 40 est ensuite intégré 44 pour obtenir une masse totale calculée d'additif consommé 54, qui est multiplié 48 par un taux de réduction en cendres lors de la combustion 46. On obtient alors une masse totale de résidus d'additif calculée 58, qui représente la part de résidus restant fixés dans le filtre à particules, venant de la masse de ces cendres produites. Les masses de cendres provenant des deux fluides sont ensuite additionnées 50, pour en déduire une masse totale de résidus d'huile calculée 52. On tient compte de cette part de résidus fixés au filtre à particules, qui est déduite de la quantité totale de matière encrassant ce filtre, pour estimer la part de suies à éliminer lors de la prochaine régénération complète du filtre. On peut ainsi ajuster au mieux le moment de cette prochaine régénération, et la manière de procéder pour effectuer cette régénération dans les meilleures conditions. La figure 2 présente un système de calcul des consommations d'huile et d'additif similaire 61, comportant en plus une fonction autorisation de calcul 60, et une fonction stratégie 70 qui élabore un premier facteur de correction instantané FAC1, et un deuxième facteur de correction proportionnelle FAC2. La fonction autorisation de calcul 60 peut être mise en oeuvre par un automate qui demande une régénération complète 62 après un nombre défini de régénérations partielles, ou qui envoie une requête à l'automate général de contrôle du système filtre à particules, pour détecter un filtre fissuré, et inhiber la fonction stratégie 70. La fonction stratégie 70 est activée pendant quelques minutes après chaque régénération complète, pour réaliser des mesures et des calculs. Les facteurs de correction FAC1, FAC2 définis par ces calculs sont utilisés pour corriger la masse totale calculée d'huile consommée, en utilisant la fonction affine suivante : Qt_Lub_consommée_corrigée = FAC2 x Conso_Lub + FAC1 Pour cela on multiplie 76 le calcul de la consommation d'huile instantanée 14 avec le deuxième facteur de correction proportionnelle FAC2, et on additionne 78 la masse totale calculée d'huile consommée 24, donnée par l'intégrateur 18, avec le premier facteur de correction instantanée FAC 1. C'est cette masse totale corrigée d'huile consommée 80, qui est multipliée ensuite 20 par le taux de réduction en cendres lors de la combustion 22. La figure 3 présente la fonction stratégie 70 comportant un calcul de la dérive du différentiel de pression 90 dans la ligne d'échappement, lors de la succession de régénérations complètes RG d'indice n, qui donne à chaque calcul une masse totale de résidus estimée 94. On retire ensuite 96 de la masse totale de résidus estimée 94, la masse totale de résidus d'additif calculée 58, pour obtenir la part de la masse totale de résidus estimée venant de l'huile 98. On réalise ensuite un calcul de la masse d'huile et une correction de la quantité d'huile 110, pour obtenir le premier facteur de correction instantanée FAC1. On réalise enfin un calcul de correction de la consommation d'huile 130, pour obtenir le deuxième facteur de correction proportionnelle FAC2. La figure 4 présente le détail du calcul de la dérive du différentiel de pression 90, comprenant un calcul 100 de la parabole courante de la différence de pression en fonction du débit volumique Qvol des gaz d'échappement, recevant des informations sur ce débit volumique, et sur la différence de pression DPn mesurée par des sondes disposées de part et d'autre du filtre à particules, pendant les deux ou trois minutes qui suivent chaque régénération complète RGn. 2 9 8 7072 9 Les suies étant brûlées par cette régénération complète, l'écart de différence de pression DPn restante provient des résidus qui se sont déposés sur le filtre à particules entre les deux dernières mesures. On calcule d'abord 100 après la première régénération du filtre à 5 particules neuf, qui ne contient pas encore de résidus, les coefficients A_ref et B_ref de la parabole de référence de la différence de pression DP_ref de ce filtre, qui est de la forme : DP_ref = A_ref.Qvol2 + B_ref.Qvol. En effet, compte tenu des dispersions de fabrication des filtres à particules, chaque filtre donne des paramètres permettant de définir sa propre parabole de 10 référence. L'établissement de la parabole de référence permet de suivre ensuite la dérive des différences de pression DPn du filtre à particules, pendant la durée de vie du véhicule. Après chaque régénération complète RGn du filtre à particules, on 15 calcule à nouveau 100 les nouveaux coefficients An, Bn de la parabole DPn, en utilisant la même formule DPn = An.Qvol2 + Bn.Qvol. On calcule ensuite 102 en fonction du débit de gaz Qvol, l'indicateur de dérive de la différence de pression DPn, qui est le rapport RDPn entre la nouvelle différence de pression DPn et la différence de pression de référence 20 DP_ref, établi de la manière suivante : RDPn (Qvol) = (An.Qvol + Bn) / (A_ref.Qvol + B_ref) Et enfin les valeurs de débit volumique Qvol et de rapport RDPn de différence de pression, sont exploitées par une cartographie 104 contenant des données particulières pour ce type de filtre à particules, qui délivre une 25 estimation de la masse totale de résidus déposés 94 dans ce filtre. Ensuite comme présenté figure 3, le procédé de correction retire 96 de la masse totale de résidus estimée 94, la masse totale de résidus d'additif calculée 58, pour obtenir la part de la masse totale de résidus estimée venant de l'huile 98. La figure 5 présente le calcul de la masse d'huile et de la correction de la quantité d'huile 110, fait après chaque régénération complète RGn, recevant la masse totale de résidus d'huile calculée 56, qui est divisée par le taux de réduction en cendres de cette huile lors de la combustion 22, pour obtenir la masse totale d'huile calculée 112. De la même manière, la masse totale de résidus estimée venant de l'huile 98 est divisée par le taux de réduction en cendres lors de la combustion, pour obtenir la masse totale d'huile estimée 114. Ces deux valeurs de masse totale d'huile calculée 112 et estimée 114, sont comparées 118. Le résultat est soumis à une saturation 116 permettant d'imposer ou non une monotonie des corrections, ou de réaliser des diagnostics sur une sous-consommation ou une surconsommation de lubrifiant. On obtient après cette saturation 116, le facteur de correction instantanée FAC1. La figure 6 présente le calcul de correction de la consommation d'huile 130, fait après chaque régénération complète RGn, qui repose sur la comparaison entre la correction précédente 110 de la consommation de lubrifiant initiale, et la correction qu'aurait dû avoir la consommation de lubrifiant initiale pour arriver à la bonne valeur. On réalise pour cela un rapport 132 de deux comparaisons réalisées chacune pour deux régénérations complètes successives RGn et RGn-1, 20 comportant pour la première comparaison la différence de masse 134 estimée entre ces deux régénérations successives, et pour la deuxième comparaison la différence 136 entre la masse calculée lors de la dernière régénération n, et la masse estimée de l'avant-dernière régénération n-1. On réalise ainsi le calcul suivant : 25 Conso lubrifiant initial x FAC2n = (M Lub Estn - M Lub Estn-1) / (M Lub Calcn - M Lub Estn-1) Or on peut écrire le même calcul pour les deux régénérations complètes successives de l'étape précédente RGn-1 et RGn-2, soit Conso lubrifiant initial x FAC2n-1 = 30 (M Lub Estn-1 - M Lub Estn-2) / (M Lub Calcn-1 - M Lub Estn-2) On réalise enfin une comparaison des deux égalités précédentes 138, qui donne le nouveau facteur de correction proportionnelle FAC2n. FAC2n = ((M Lub Estn - M Lub Estn-1) / (M Lub Calcn - M Lub Estn-1)) x ((M Lub Calcn-1 - M Lub Estn-2) / (M Lub Est Estn-1 - M Lub Estn-2)) x FAC2n-1 Le résultat est soumis à une saturation 116 permettant d'imposer ou non une monotonie des corrections, ou de réaliser des diagnostics sur une sous-consommation ou une surconsommation de lubrifiant. On obtient après cette saturation 116, le facteur de correction proportionnelle FAC2. On notera qu'en intégrant le procédé de correction dans un calculateur existant, comme celui de gestion du filtre à particules, on obtient ainsi un moyen simple et économique permettant d'optimiser la régénération de ce filtre à particules.15 REVENDICATIONS1 - Procédé de correction d'un système de calcul de la consommation d'huile de lubrification d'un moteur à combustion interne équipé d'un filtre à particules qui est régénéré périodiquement de manière complète RGn, ce système comportant un modèle de consommation qui utilise des données d'entrée comme la vitesse et le couple du moteur (6), les températures de l'eau (8) et de l'huile (10), et le mode de combustion dans les cylindres (12), ainsi que le taux de réduction en cendres de cette huile lors de la combustion (22), pour calculer la masse totale de résidus d'huile (56) déposés dans le filtre, caractérisé en ce qu'après des régénérations complètes RGn du filtre à particules, il réalise une mesure de la différence de pression DP dans la ligne d'échappement de part et d'autre de ce filtre pour connaître la dérive de cette différence de pression, et il en déduit une masse d'huile estimée (114) qui sert à corriger (118) le calcul de la masse d'huile consommée (112). 2 - Procédé de correction d'un système de calcul de la consommation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le calcul de la dérive du différentiel de pression (90), utilise le débit volumique (Qvol) des gaz d'échappement, et comprend d'abord un calcul (100) après la première régénération du filtre à particules neuf, de coefficients A_ref et B_ref de la parabole de référence de la différence de pression DP_ref de ce filtre, qui est de la forme : DP_ref = A_ref.Qvol2 + B_ref.Qvol, puis des calculs de la dérive du différentiel de pression (90), comprenant après des régénérations complètes RGn du filtre à particules, à chaque fois un calcul (100) de nouveaux coefficients An, Bn de la parabole DPn, en utilisant la même formule DPn = An.Qvol2 + Bn.Qvol. 3 - Procédé de correction d'un système de calcul de la consommation selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il exploite les valeurs de débit volumique (Qvol) et de rapport RDPn de différence de pression, avec une cartographie (104) contenant des données particulières de ce type de filtre àparticules, pour donner une estimation de la masse totale estimée de résidus (94) déposés dans ce filtre. 4 - Procédé de correction d'un système de calcul de la consommation selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il retire (96) de la masse totale de résidus estimée (94), la masse totale de résidus d'additif calculée (58), dans le cas où la régénération du filtre à particules utilise un additif, pour obtenir la part de la masse totale de résidus estimée venant de l'huile (98). 5 - Procédé de correction d'un système de calcul de la consommation selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il divise la masse totale de résidus d'huile calculée (56), par le taux de réduction en cendres de cette huile lors de la combustion (22), pour obtenir la masse totale d'huile calculée (112), et en ce qu'il divise la masse totale de résidus d'huile estimée (98), par le taux de réduction en cendres lors de la combustion (22), pour obtenir la masse totale d'huile estimée (114), ces deux valeurs de masse totale d'huile calculée et d'huile estimée étant enfin comparées (118) pour obtenir un premier facteur de correction instantanée (FAC1). 6 - Procédé de correction d'un système de calcul de la consommation selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il calcule ensuite une correction de la consommation d'huile (130) après les régénérations complètes RGn, qui effectue une comparaison entre la correction précédente de la consommation d'huile initiale, et la correction qu'aurait dû avoir la consommation d'huile initiale pour arriver à la bonne valeur, pour obtenir un deuxième facteur de correction proportionnelle (FAC2). 7 - Procédé de correction d'un système de calcul de la consommation selon la revendication 6, caractérisé en ce que les facteurs de correction (FAC1, FAC2) sont utilisés pour corriger la masse totale calculée d'huile consommée (80), en multipliant (76) le calcul de la consommation d'huile instantanée (14) avec le deuxième facteur de correction proportionnelle (FAC2), et en additionnant (78) la masse totale calculée d'huile consommée (24), avec le premier facteur de correction instantanée (FAC 1). 8 - Procédé de correction d'un système de calcul de la consommation selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les résultats des calculs des facteurs de correction (FAC1, FAC2) sont soumis à une saturation (116) permettant d'imposer ou non une monotonie des corrections, ou de réaliser des diagnostics sur une sous-consommation ou une surconsommation de lubrifiant. 9 - Calculateur de gestion d'un filtre à particules d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un procédé de correction d'un système de calcul de la consommation d'huile de lubrification réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10 - Véhicule automobile disposant d'un filtre à particules d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un procédé de correction d'un système de calcul de la consommation d'huile de lubrification, réalisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.