Brevet FR3060648A1 — publié le 20180622

SYSTEME DE CONTROLE D'UN Cl RCUI T DE LUBRI FI CATI ON D'UN MOTEUR COMPRENANT UN RESERVOI R TAMPON L'invention se rapporte à un système de contrôle d'un circuit de 5 lubrification d'un moteur comprenant un réservoir tampon. L'usure d'huile dans un circuit de lubrification d'un moteur, est un problème important depuis l'arrivée de nouvelles normes. Actuellement celles-ci impactent fortement la dilution, l'oxydation, et les taux de matières charbonneuses. 10 La réduction des frottements réduit la consommation d'huile. Hormis l'optimisation de la combustion, on peut optimiser l'impact de ces systèmes de combustion par l'augmentation du volume d'huile (mini & maxi). Une consommation d'huile en augmentation réduit l'intervalle entre 15 deux vidanges successives. Afin de pouvoir mieux gérer la consommation d'huile dans un circuit de lubrification d'un moteur, un réservoir tampon a été intégré dans ledit circuit de lubrification, au niveau d'une zone haute pression d'huile. L'alimentation et les sorties d'huile dudit réservoir tampon peuvent 20 être non pilotées, ou pilotées par des systèmes actifs ou passifs, les gains et avantages obtenus par ces différentes solutions étant variables en fonction des besoins. La présence de ce réservoir tampon permet de délocaliser une partie de la quantité d'huile à embarquer hors de la zone carter humide et de ces contraintes (au maximum : perte de performance, aération, PCI ; au 25 minimum : déjaugeage, aération, usure d'huile / Volume de consommable : Consommation versus intervalle de vidange). Dans tous les cas, la section d'ajutage d'entrée doit être supérieure à celle de sortie pour que le volume du réservoir tampon se remplisse. Le réservoir tampon sert de variable d'ajustement à la quantité d'huile 30 devant circuler dans le carter du circuit de lubrification, en fonction des besoins en huile du moteur lors de différentes phases d'utilisation de celui-ci, 3060648 2 comme par exemple, un arrêt longue durée du véhicule, une phase de démarrage, une phase de roulage ... Actuellement les systèmes de contrôle d'un circuit de lubrification d'un moteur de véhicule comprenant un réservoir tampon d'huile, fonctionnent sur la base de solutions de pilotage dédiées uniquement à l'augmentation du volume d'huile dans ledit réservoir tampon. Or, ces solutions de pilotage présentent des limites car elles s'effectuent de façon systématique, sans tenir compte de l'état de l'huile à un instant donné. Un système de contrôle d'un circuit de lubrification d'un moteur selon 10 l'invention, est rigoureux et précis, car il se fonde sur l'état de l'huile à un instant donné pour gérer la quantité d'huile dans réservoir tampon. L'invention a pour objet un système de contrôle d'un circuit de lubrification d'un moteur de véhicule, ledit circuit comprenant un carter et un réservoir tampon d'huile. 15 La principale caractéristique d'un système de contrôle selon l'invention est qu'il comprend des moyens de détermination de la température de l'huile dans le carter, les entrées et les sorties d'huile du réservoir tampon étant notamment gérées en fonction de la température de l'huile ainsi déterminée. De cette manière, la quantité d'huile dans le réservoir tampon, et donc dans le 20 carter, est gérée de façon précise et rigoureuse en fonction de l'état de l'huile et des besoins en lubrification du moteur. Les phases de remplissage et de vidage du réservoir tampon ne seront plus systématiques, mais se réaliseront lorsque des besoins réels en lubrification du moteur ou de stockage dans le réservoir tampon seront détectés. En effet, plus la température de l'huile est 25 élevée, plus elle est fluide et plus elle empêche les frottements dans le moteur. Ainsi, à titre d'exemple, si l'huile présente dans le carter doit atteindre une température cible pour assurer une phase de lubrification efficace du moteur, l'huile stockée dans le réservoir tampon sera bloquée pour éviter d'accroitre la quantité d'huile dans le carter et de retarder le moment où ladite 30 huile va atteindre cette température cible. Les moyens de détermination peuvent par exemple être constitués de moyens de mesure de la température 3060648 3 dans le carter. Selon une autre variante de réalisation, lesdits moyens de détermination peuvent être constitués de moyens aptes à estimer ladite température en fonction par exemple d'un temps d'utilisation du moteur. Avantageusement, les moyens de détermination de la température de 5 l'huile comprennent au moins un élément à choisir parmi un capteur de mesure de la température de l'huile et un estimateur de ladite température. De façon avantageuse, l'estimateur possède au moins une composante à choisir parmi des simulations numériques et des abaques préexistantes. De façon préférentielle, un système de contrôle selon l'invention comprend un calculateur, une électrovanne d'entrée et une électrovanne de sortie placées de part et d'autre du réservoir tampon et pilotées par ledit calculateur, ladite électrovanne d'entrée et ladite électrovanne de sortie étant actionnées en fonction des besoins en lubrification du moteur et de la température de l'huile. Préférentiellement, le volume du réservoir tampon est compris entre 1 litre et 3 litres. L'huile contenue dans le réservoir sert d'appoint à l'huile contenue dans le carter, en fonction des besoins en lubrification du moteur. L'invention a pour autre objet un procédé d'utilisation d'un système de contrôle selon, juste après le démarrage du moteur. La principale caractéristique d'un procédé selon l'invention est qu'il comprend les étapes suivantes, - Une étape de blocage de l'huile dans le réservoir tampon tant que la température de l'huile dans le carter est inférieure à une valeur de température cible prédéterminée, - Une étape de libération de l'huile stockée dans le réservoir tampon, une fois que la température de l'huile dans le carter a atteint la valeur de température prédéterminée. 3060648 4 Juste après le démarrage du moteur, il est important que l'huile présente dans le carter soit rapidement chauffée, afin d'assurer immédiatement et efficacement sa fonction de lubrification. Ainsi, avec un tel procédé, en n'ajoutant pas l'huile stockée dans le réservoir tampon à l'huile 5 stockée dans le carter, l'huile déjà présente dans la carter va chauffer plus vite pour atteindre plus rapidement la température cible. Après que l'huile présente dans le carter aura atteint une température cible prédéterminée, l'huile stockée dans le réservoir tampon sera libérer pour assurer une lubrification efficace du moteur avec une quantité d'huile accrue. Une fois la 10 lubrification du moteur effectuée, de l'huile en provenance du carter pourra à nouveau être stockée dans le réservoir tampon, et ainsi de suite. Un système de contrôle selon l'invention présente l'avantage de contrôler plus efficacement le circuit de lubrification, en pilotant des phases de stockage dans le réservoir tampon et des phases de libération de ladite huile 15 stockée non pas de façon systématique, mais en tenant compte de l'état de l'huile à travers sa température. Il en résulte que l'huile du circuit de lubrification est utilisée de façon optimisée afin d'assurer une bonne lubrification du moteur, tout en étant économisée de manière à allonger sa durée de vie. 20 On donne ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un système de contrôle d'un circuit de lubrification d'un moteur selon l'invention, en se référant aux figures suivantes : - La figure 1 est une vue en perspective d'un circuit de lubrification d'un moteur de véhicule comprenant un système 25 de contrôle selon l'invention. - La figure 2 est un logigramme général listant quelques exemples d'utilisation d'un système de contrôle selon l'invention. En se référant à la figure 1, un circuit de lubrification 1 d'un moteur 2 30 thermique comprend un carter 3 apte à recevoir de l'huile pour lubrifier ledit moteur 2 et un système de contrôle selon l'invention. Ce système de contrôle 3060648 5 comprend un réservoir tampon 4, une électrovanne d'entrée, une électrovanne de sortie, et un calculateur apte à piloter lesdites deux électrovannes. Les deux électrovannes sont placées de part et d'autre du réservoir tampon 4, et sont pilotées par ledit calculateur pour assurer les phases de fermeture et 5 d'ouverture dudit réservoir tampon 4. Le réservoir tampon 4 qui a une capacité comprise entre 1 litre et 3 litres, permet ainsi de stocker une quantité d'huile d'appoint qui pourra venir compléter la quantité d'huile située dans le carter 3. De même, si l'huile se retrouvait en excédent dans le carter 3 par rapport à un besoin lié à la phase d'utilisation du moteur 2, une fraction de 10 celle-ci pourra alors être acheminée vers le réservoir tampon 4. Un système de contrôle selon l'invention a la particularité de posséder des moyens de détermination de la température de l'huile présente dans le carter 3. Ces moyens peuvent être constitués par des moyens de mesure de la température, comme par exemple un capteur de température placé dans le 15 carter 3. Selon une autre variante de réalisation d'un système de contrôle selon l'invention, ces moyens de détermination de la température de l'huile dans le carter 3 peuvent être constitués par des moyens d'estimation de ladite température, à partir d'abaques calculées ou issues d'essais, ou à partir de simulations numériques. 20 Les moyens de détermination de la température permettent, non pas de systématiser les phases d'ouverture et de fermeture du réservoir tampon 4, mais de déclencher lesdites phases de façon réaliste lorsqu'il y a un réel besoin, notamment en fonction de l'état de l'huile présente dans le carter 3 à un instant donné. Ces moyens de détermination de la température de l'huile, 25 permettent d'optimiser un peu plus la gestion de l'huile dans le circuit de lubrification 1, en réduisant au juste nécessaire son utilisation tout en rallongeant sa durée de vie. La figure 2 illustre des exemples d'utilisation d'un système de contrôle selon l'invention en fonction de la phase d'utilisation du véhicule. - Premier exemple d'utilisation 7 : 3060648 6 Le moteur 2 est à l'arrêt depuis une longue période et un individu souhaite démarrer son véhicule. Dans cette configuration, un procédé d'utilisation d'un système selon l'invention comprend les étapes suivantes : - Une étape de détermination du niveau d'huile en statique dans 5 le carter 3, - Une étape d'activation par l'intermédiaire du calculateur, de l'électrovanne de sortie de manière à la rendre passante, si le niveau d'huile déterminé à l'étape précédente est inférieur à un premier niveau minimum seuil prédéterminé. 10 L'ouverture de l'électrovanne de sortie permet à au moins une fraction de l'huile stockée dans le réservoir tampon 4 d'alimenter le carter 3 de façon à permettre au niveau d'huile présente dans ledit carter 3 de dépasser le premier niveau minimum seuil prédéterminé. Il est bien entendu que si le niveau d'huile déterminé en statique était 15 supérieur au premier niveau minimum seuil prédéterminé, l'électrovanne de sortie serait maintenue non passante. - Deuxième exemple d'utilisation 8, correspondant à une demande de démarrage du moteur 2 après une longue période d'arrêt. Dans cette configuration, un procédé d'utilisation d'un système selon l'invention, 20 comprend les étapes suivantes, - Une étape de démarrage du moteur 2, - Une étape de détermination du niveau d'huile en dynamique dans le carter 3, - Une étape d'activation par l'intermédiaire du calculateur, de 25 l'électrovanne de sortie de manière à la rendre passante, si le niveau d'huile déterminé à l'étape précédente est inférieur à un deuxième niveau minimum seuil prédéterminé. 3060648 7 L'ouverture de l'électrovanne de sortie permet à au moins une fraction de l'huile stockée dans le réservoir tampon 4 d'alimenter le carter 3 de façon à permettre au niveau d'huile présente dans ledit carter 3 de dépasser le deuxième niveau minimum seuil prédéterminé. 5 Il est bien entendu que si le niveau d'huile déterminé en dynamique était supérieur au deuxième niveau minimum seuil prédéterminé, l'électrovanne de sortie ne serait pas activée. - Troisième exemple d'utilisation 9, juste après le démarrage du moteur 2, en supposant que le niveau d'huile en dynamique dans le carter 3 10 est supérieur au deuxième niveau minimum seuil prédéterminé. Pour cette configuration, un procédé d'utilisation d'un système de contrôle selon l'invention comprend les étapes suivantes, - Une étape de blocage de l'huile dans le réservoir tampon 4 tant que la température de l'huile dans le carter 3 est inférieure à 15 une valeur de température cible prédéterminée, - Une étape de libération de l'huile stockée dans le réservoir tampon 4, une fois que la température de l'huile dans le carter 3 a atteint la valeur de température prédéterminée. En bloquant l'huile dans le réservoir tampon 4, l'huile présente en 20 quantité modérée dans le carter 3 va vite monter en température, afin de devenir rapidement opérationnelle et assurer une lubrification efficace du moteur 2. Une fois que la température de l'huile présente dans le carter 3 aura atteint la température cible prédéterminée, au moins une fraction de l'huile stockée dans le réservoir tampon 4 sera libérée dans le carter 3. La quantité 25 d'huile résultante dans le carter 3 va rapidement atteindre la température cible prédéterminée pour assurer une lubrification performante du moteur 2 avec une quantité d'huile accrue. En procédant de la sorte, puisque la lubrification dudit moteur 2 est assurée avec une quantité d'huile accrue, ladite huile va moins vite se dégrader dans le temps et va permettre un 30 espacement plus important entre deux vidanges successives. 3060648 8 - Quatrième exemple d'utilisation 10, correspondant à une demande d'arrêt du moteur 2 avec un dispositif de type Stop and Start. Pour cette configuration, un procédé d'utilisation d'un système de contrôle selon l'invention comprend les étapes suivantes, 5 - Une étape de mise à l'arrêt du moteur 2, - Une étape d'activation par l'intermédiaire du calculateur, de l'électrovanne d'entrée de manière à la rendre passante, l'électrovanne de sortie demeurant non passante. Dans cette situation temporaire, l'huile dans le carter 3 n'a plus de 10 fonction particulière, puisque le moteur 2 est à l'arrêt. Il est alors opportun de remplir le réservoir tampon 4 avec de l'huile en provenance du carter 3. REVENDICATIONS1. Système de contrôle d'un circuit de lubrification (1) d'un moteur (2) de véhicule, ledit circuit comprenant un carter (3) et un réservoir tampon (4) d'huile, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détermination de la température de l'huile dans le carter (3), et en ce que les entrées et les sorties d'huile du réservoir tampon (4) sont notamment gérées en fonction de la température de l'huile ainsi déterminée. 2. Système de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détermination de la température de l'huile comprennent au moins un élément à choisir parmi un capteur de mesure de la température de l'huile et un estimateur de ladite température. 3. Système de contrôle selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'estimateur possède au moins une composante à choisir parmi des simulations numériques et des abaques préexistantes. 4. Système de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur, une électrovanne d'entrée et une électrovanne de sortie placées de part et d'autre du réservoir tampon (4) et pilotées par ledit calculateur, et en ce que ladite électrovanne d'entrée et ladite électrovanne de sortie sont actionnées en fonction des besoins en lubrification du moteur (2) et de la température de l'huile. 5. Système de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le volume du réservoir tampon (4) est compris entre 1 litre et 3 litres. 6. Procédé d'utilisation d'un système de contrôle selon l'une quelconque des revendication 1 à 5, juste après le démarrage du moteur (2), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes, 3060648 10 - Une étape de blocage de l'huile dans le réservoir tampon (4) tant que la température de l'huile dans le carter (3) est inférieure à une valeur de température cible prédéterminée, - Une étape de libération de l'huile stockée dans le réservoir tampon (4), une fois que la température de l'huile dans le carter (3) a atteint la valeur de température prédéterminée.