Brevet FR3073893A1 — publié le 20190524

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale la lubrification d'un moteur à combustion interne. Elle concerne plus particulièrement un procédé de pilotage d'un dispositif de lubrification d'un moteur à combustion interne, ledit dispositif de lubrification comprenant un réservoir auxiliaire connecté à un carter d'huile du moteur à combustion interne. Elle concerne également un moteur à combustion interne comprenant un dispositif de lubrification dudit moteur. Elle peut s'appliquer par exemple à toutes les applications de moteur avec un système de lubrification sous pression par carter humide, typiquement un moteur statique, ou un moteur de bateau, ou un moteur de moto, ou encore un moteur de générateur. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Le lubrifiant contenu dans le carter d'huile d'un moteur à combustion interne doit être introduit en quantité suffisante et être régulièrement renouvelé afin d'optimiser la lubrification des composants du moteur. Pour réduire la fréquence de renouvellement du lubrifiant, il est connu d'utiliser des carters de grandes capacités, pouvant donc contenir un grand volume de lubrifiant. L'inconvénient est alors que la montée en température du lubrifiant au démarrage du moteur est longue, ce qui présente un risque pour le moteur. On connaît alors du document FR2941010 une solution consistant à utiliser un deuxième réservoir pour le lubrifiant. Ce deuxième réservoir permet alors d'augmenter le volume d'huile présent dans le circuit de lubrification, tout en limitant le volume de lubrifiant présent dans le carter. Ce deuxième réservoir est alors équipé d'un système de trop-plein qui assure le retour du lubrifiant depuis le second réservoir vers le carter d'huile lorsque le volume de lubrifiant dans le second réservoir est trop important. La demanderesse a constaté qu'avec cette solution technique, le volume de lubrifiant dans le carter d'huile pouvait, sous certaines conditions, n'être pas satisfaisant. Il peut ainsi arriver que le volume de lubrifiant soit trop important, ce 2 qui réduit le rendement du moteur à combustion interne ou l'endommage, ou au contraire trop faible, ce qui endommage de façon irréversible le moteur. OBJET DE L'INVENTION La présente invention propose d'améliorer le système de remplissage et 5 de vidange du deuxième réservoir contenu dans le dispositif de lubrification d'un moteur. Plus particulièrement, on propose selon l'invention un procédé de pilotage d'un dispositif de lubrification d'un moteur à combustion interne, ledit dispositif de lubrification comprenant un réservoir auxiliaire connecté à un carter 10 d'huile du moteur à combustion interne par, d'une part, une ligne d'admission de lubrifiant dans le réservoir auxiliaire équipée d'une vanne d'entrée commandée pour réguler le débit de lubrifiant entrant dans le réservoir auxiliaire, et, d'autre part, une ligne d'évacuation de lubrifiant hors du réservoir auxiliaire équipée d'une vanne de sortie commandée pour réguler le débit de lubrifiant sortant du réservoir 15 auxiliaire, ledit procédé de pilotage comportant des étapes de : - détermination d'une valeur mesurée du volume de lubrifiant contenu dans le carter d'huile par un capteur de volume d'huile ; - comparaison de la valeur mesurée avec une première valeur seuil ; et - commande de l'ouverture de la vanne d'entrée et de la fermeture de la 20 vanne de sortie si la valeur mesurée est supérieure à la première valeur seuil. Ainsi, grâce à la présente invention, le volume de lubrifiant dans le carter est maintenu à un niveau minimum grâce au contrôle du volume de lubrifiant dirigé vers le réservoir auxiliaire. La commande des vannes d'entrée et de sortie du lubrifiant dans le réservoir auxiliaire permet alors un fonctionnement optimal du 25 dispositif de lubrification du moteur. D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du procédé de pilotage du dispositif de lubrification du moteur à combustion interne conforme à l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : 30 - le procédé de pilotage comporte également une étape de commande de la fermeture de la vanne d'entrée et d'ouverture de la vanne de sortie si la valeur mesurée est inférieure à une deuxième valeur seuil ; - la première valeur seuil et la deuxième valeur seuil sont différentes ; - si la vanne d'entrée est en position ouverte et la vanne de sortie est en 3 position fermée, il est prévu de maintenir la position des vannes d'entrée et de sortie tant que la valeur mesurée reste supérieure à la deuxième valeur seuil ; - si la vanne d'entrée est en position fermée et la vanne de sortie est en position ouverte, il est prévu de maintenir la position des vannes d'entrée et de 5 sortie tant que la valeur mesurée reste inférieure à la première valeur seuil ; - la première valeur seuil et la deuxième valeur seuil sont prédéterminées et lues dans une mémoire informatique ; et - le volume de lubrifiant est déterminé à l'aide du capteur de volume d'huile au moyen d'ultrasons, compte tenu du niveau et de l'inclinaison du 10 lubrifiant contenu dans le carter d'huile. L'invention propose également un moteur à combustion interne comprenant : - un carter d'huile, et - un dispositif de lubrification comprenant un réservoir auxiliaire connecté 15 au carter d'huile par, d'une part, une ligne d'admission de lubrifiant dans le réservoir auxiliaire équipée d'une vanne d'entrée commandée pour réguler le débit de lubrifiant entrant dans le réservoir auxiliaire, et, d'autre part, une ligne d'évacuation de lubrifiant hors du réservoir auxiliaire équipée d'une vanne de sortie commandée pour réguler le débit de lubrifiant sortant du réservoir auxiliaire, 20 ledit moteur étant caractérisé en ce qu'il comporte un calculateur adapté à mettre en oeuvre les étapes d'un procédé de pilotage conforme aux étapes mentionnées précédemment. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à 25 titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 propose une représentation schématique de différents éléments d'un moteur à combustion interne conforme à l'invention ; et 30 - la figure 2 représente un cycle de pilotage d'un dispositif de lubrification du moteur à combustion interne de la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement différents éléments d'un moteur à combustion interne 1. Le moteur à combustion interne 1 (aussi appelé moteur 1 ci-après) 4 comprend classiquement un bloc-cylindres qui est recouvert d'une culasse et qui est situé au-dessus d'un carter d'huile 3. Il comprend également un dispositif de lubrification de ses organes mobiles et un calculateur 30. Le dispositif de lubrification comprend, outre le carter d'huile 3, un 5 réservoir auxiliaire 2, et un circuit haute pression 9 permettant la lubrification de tout ou partie des organes mobiles 13 du moteur 1. Le lubrifiant 10 est aspiré du carter d'huile 3 vers le circuit haute pression 9 par une ligne d'alimentation 7. La ligne d'alimentation 7 est connectée à une crépine 5 à son extrémité inférieure. La crépine 5 est immergée dans le 10 lubrifiant 10 contenu dans le carter d'huile 3. Le carter d'huile 3 comporte par ailleurs un capteur 20 de volume d'huile. Ce capteur 20 est destiné à déterminer le volume de lubrifiant 10 contenu dans le carter d'huile 3. Ce capteur 20 est ici un capteur à ultrasons, adapté pour mesurer le niveau et l'inclinaison du lubrifiant 10 contenu dans le carter d'huile 3. La 15 mesure du niveau et de l'inclinaison du lubrifiant 10 permet ensuite de déduire le volume de lubrifiant 10 contenu dans le carter d'huile 3. Le circuit haute pression 9 comporte les composants classiquement présents dans un dispositif de lubrification d'un moteur pour permettre d'acheminer le lubrifiant 10 vers les organes mobiles 13 du moteur 1 à lubrifier. En 20 particulier, le circuit haute pression 9 comprend une pompe adaptée pour aspirer le lubrifiant 10 présent dans le carter d'huile 3 au travers de la ligne d'alimentation 7. Le circuit haute pression 9 comporte également au moins un filtre à huile et un capteur de pression d'huile (non représentés). Le lubrifiant 10 est ensuite acheminé vers les organes mobiles 13 du 25 moteur 1 à lubrifier via une ou plusieurs lignes de raccordement 11. Dans le cas d'un moteur à combustion interne, les organes mobiles 13 du moteur 1 destinés à être lubrifiés peuvent être par exemple le vilebrequin, les bielles, les pistons ou les arbres à cames. Le lubrifiant 10 descendant par gravité des organes mobiles 13 est 30 redirigé vers le carter d'huile 3 directement ou par une ligne de recyclage 25. Le circuit haute pression 9 est également connecté au réservoir auxiliaire 2 par une ligne d'admission de lubrifiant 15 dans ce réservoir auxiliaire 2. Cette ligne d'admission 15 est équipée d'une vanne d'entrée 17 commandée, adaptée pour réguler le débit de lubrifiant 10 entrant dans le réservoir auxiliaire 2. Le 5 réservoir auxiliaire 2 est connecté au carter d'huile 3 par une ligne d'évacuation de lubrifiant 21. La ligne d'évacuation 21 est équipée d'une vanne de sortie 23 commandée, adaptée pour réguler le débit de lubrifiant sortant du réservoir auxiliaire 2. Grâce à la ligne d'évacuation 21, le réservoir auxiliaire 2 peut être 5 placé à distance du carter d'huile 3 dans le moteur 1. Les vannes d'entrée et de sortie 17, 23 sont ici des électrovannes. Le calculateur 30 est conçu pour piloter certains des organes du moteur à combustion interne 1. Il comporte à cet effet un processeur, une mémoire informatique et différentes interfaces d'entrée et de sortie. 10 Grâce à ses interfaces d'entrée, le calculateur est adapté à recevoir des signaux d'entrée provenant de différents capteurs. Il est notamment adapté à recevoir le niveau et l'inclinaison du lubrifiant dans le carter d'huile 3. Grâce à ses interfaces de sortie, le calculateur est adapté à transmettre des signaux de sortie aux organes précités du moteur, notamment aux vannes 15 d'entrée et de sortie 17, 23. Grâce à sa mémoire informatique, le calculateur mémorise des données utilisées dans le cadre du procédé décrit ci-dessous. Il mémorise notamment une application informatique, constituée de programmes d'ordinateur comprenant des instructions dont l'exécution par le 20 processeur permet la mise en oeuvre par le calculateur du procédé décrit ci-après. Ici, les vannes d'entrée et de sortie 17, 23 sont reliées au calculateur 30 via des lignes de connexion électrique 32, 34. Le calculateur 30 peut ainsi commander l'ouverture et la fermeture de la vanne d'entrée 17 et de la vanne de sortie 23 selon des conditions décrites ci-après. 25 Le dispositif de lubrification du moteur à combustion interne 1 décrit ci- dessus permet de mettre en oeuvre le procédé suivant de pilotage de ce dispositif de lubrification. Selon l'invention, lorsque le moteur à combustion interne 1 est mis en route, le circuit haute pression 9 dirige le lubrifiant 10 du carter d'huile 3 vers les 30 organes mobiles 13 du moteur à combustion interne 1. Le réservoir auxiliaire 2 est rempli simultanément, via ce circuit haute pression 9. Le lubrifiant 10 peut retourner ensuite dans le carter d'huile 3 via la ligne de recyclage 25 ou la ligne d'évacuation 21. Le calculateur est alors programmé pour mettre en oeuvre le procédé 6 suivant de manière récursive, c'est-à-dire en boucle, à pas de temps réguliers. Ce procédé comporte plusieurs étapes successivement mises en oeuvre à chaque pas de temps. Au cours d'une première étape, le capteur de volume d'huile 20 5 détermine le niveau et l'inclinaison de la surface du lubrifiant 10 contenu dans le carter d'huile 3. Ces deux informations sont ensuite lues par le calculateur 30, qui en déduit le volume de lubrifiant 10 contenu dans le carter d'huile 3. Ce volume correspond à une valeur mesurée Vmes. Au cours d'une seconde étape, cette valeur mesurée Vmes est comparée 10 à une première valeur seuil Vmax. Cette première valeur seuil Vmax est prédéterminée et lue dans la mémoire informatique du calculateur 30. Si la valeur mesurée Vmes est supérieure à la première valeur seuil Vmax, le calculateur 30 commande l'ouverture (ou le maintien en position ouverte) de la vanne d'entrée 17 du lubrifiant 10 dans le réservoir auxiliaire 2 et la fermeture (ou 15 le maintien en position fermée) de la vanne de sortie 23. Ainsi, si le volume de lubrifiant dans le carter d'huile 3 est jugé trop important, le réservoir auxiliaire 2 se remplit de lubrifiant 10 niais ne se vide pas dans le carter d'huile 3. L'ouverture de la vanne d'entrée 17 et la fermeture de la vanne de sortie 23 sont réalisées quasiment simultanément, dans un intervalle de temps très court, de l'ordre du 20 dixième de seconde variant jusqu'à la seconde. Au cours d'une troisième étape, la valeur mesurée Vmes est comparée à une deuxième valeur seuil Vmin. Cette deuxième valeur seuil Vmin est également prédéterminée et lue dans la mémoire informatique du calculateur 30. La première valeur seuil Vmax et la deuxième valeur seuil Vmin sont de préférence différentes. 25 Si la valeur mesurée Vmes est inférieure à la deuxième valeur seuil Vmin, le calculateur 30 commande la fermeture (ou le maintien en position fermée) de la vanne d'entrée 17 du lubrifiant 10 dans le réservoir auxiliaire 2 et l'ouverture (ou le maintien en position ouverte) de la vanne de sortie 23. Ainsi, si le volume de lubrifiant dans le carter d'huile 3 est jugé trop faible, le réservoir auxiliaire 2 ne se 30 remplit pas de lubrifiant 10 mais se vide au contraire dans le carter d'huile 3. Le procédé de pilotage de lubrification du moteur à combustion interne 1 peut être représenté par un cycle de pilotage représenté sur la figure 2. L'axe des abscisses représente la valeur mesurée Vmes du volume de lubrifiant 10 contenu dans le carter d'huile 3. L'axe des ordonnées correspond à l'état du réservoir 7 auxiliaire 2. En particulier, l'état V correspond à l'état durant lequel le réservoir auxiliaire se vide de lubrifiant 10 dans le carter d'huile 3. L'état R correspond à l'état durant lequel le réservoir auxiliaire 2 se remplit de lubrifiant. D'après les étapes du procédé décrites précédemment, lorsque la valeur 5 mesurée Vmes est supérieure à la première valeur seuil Vmax, la vanne d'entrée 17 est ouverte, la vanne de sortie 23 est fermée et cela conduit au remplissage du réservoir auxiliaire 2. Sur la figure 2, on se trouve alors sur la branche haute du cycle, notée ER, pour laquelle la valeur mesurée Vmes est supérieure à la première valeur seuil Vmax. Au fur et à mesure que le réservoir auxiliaire 2 se remplit, la 10 valeur mesurée Vmes diminue. On se déplace alors sur la branche ER dans le sens décroissant en volume. Sur cette branche ER, et tant que la valeur mesurée Vmes est supérieure à la deuxième valeur seuil Vmin, la vanne d'entrée 17 reste ouverte et la vanne de sortie 23 reste fermée. Lorsque la valeur mesurée Vmes devient inférieure à la deuxième valeur 15 seuil Vmin, on bascule sur la branche basse du cycle de la figure 2, notée EV, via la branche de transition notée ETR. D'après les étapes du procédé décrites précédemment, lorsque la valeur mesurée Vmes est inférieure à la deuxième valeur seuil Vmin, la vanne d'entrée 17 est fermée, la vanne de sortie 23 est ouverte et cela conduit à l'évacuation du lubrifiant 10 du réservoir auxiliaire 2 vers le carter 20 d'huile 3. Sur la figure 2, on se trouve alors sur la branche basse du cycle EV pour laquelle la valeur mesurée Vmes est inférieure à la deuxième valeur seuil Vmin. Au fur et à mesure que le réservoir auxiliaire 2 se vide dans le carter d'huile 3, la valeur mesurée Vmes augmente. On se déplace alors sur la branche EV dans le sens croissant en volume. Sur cette branche EV, et tant que la valeur mesurée 25 Vmes est inférieure à la première valeur seuil Vmax, la vanne d'entrée 17 reste fermée et la vanne de sortie 23 reste ouverte. Lorsque la valeur mesurée Vmes devient supérieure à la première valeur seuil Vmax, on bascule sur la branche haute ER du cycle de la figure 2 via la branche de transition notée ETV. 30 Le cycle de pilotage du dispositif de lubrification du moteur correspond à un cycle dit d'hystérésis, comme représenté sur la figure 2. Il permet d'éviter que les vannes ne s'ouvrent et ne se ferment de façon répétée lorsque la valeur mesurée Vmes est proche de l'un des seuils. La commande selon l'invention des vannes d'entrée 17 et de sortie 23 8 permet de maintenir le volume de lubrifiant dans le carter d'huile 3 à un niveau minimum permettant l'immersion totale dans le carter d'huile 3 de la crépine 5. Le carter d'huile 3 contient alors constamment un volume de lubrifiant 10 permettant le fonctionnement optimal du moteur à combustion interne 1. 5 Le maintien d'un volume optimal de lubrifiant 10 dans le carter d'huile 3 présente aussi l'avantage de bien contrôler la température du lubrifiant 10 dans le dispositif de lubrification. En effet, le fonctionnement à un volume optimal de lubrifiant 10 permet une montée en température du lubrifiant plus rapide au démarrage du moteur. La lubrification des organes mobiles 13 du moteur 1 10 s'effectue alors à une température de lubrifiant optimale. Le maintien d'un volume optimal de lubrifiant 10 dans le carter d'huile 3 présente également l'avantage de limiter les effets de barbotage des composants bas du moteur 1, notamment du vilebrequin, ce qui assure au moteur un bon rendement. 15 Enfin, l'usage du réservoir auxiliaire 2 permet de placer une grande quantité de lubrifiant 10 dans le circuit, REVENDICATIONS1. Procédé de pilotage d'un dispositif de lubrification d'un moteur à combustion interne (1), ledit dispositif de lubrification comprenant un réservoir auxiliaire (2) connecté à un carter d'huile (3) du moteur à combustion interne (1) par, d'une part, une ligne d'admission (15) de lubrifiant (10) dans le réservoir auxiliaire (2) équipée d'une vanne d'entrée (17) commandée pour réguler le débit de lubrifiant (10) entrant dans le réservoir auxiliaire (2), et, d'autre part, une ligne d'évacuation (21) de lubrifiant (10) hors du réservoir auxiliaire (2) équipée d'une vanne de sortie (23) commandée pour réguler le débit de lubrifiant (10) sortant du réservoir auxiliaire (2), ledit procédé de pilotage comportant des étapes de : - détermination d'une valeur mesurée (Vmes) du volume de lubrifiant (10) contenu dans le carter d'huile (3) par un capteur de volume d'huile (20) ; - comparaison de la valeur mesurée (Vmes) avec une première valeur seuil (Vmax) ; - commande de l'ouverture de la vanne d'entrée (17) et de la fermeture de la vanne de sortie (23) si la valeur mesurée (Vmes) est supérieure à la première valeur seuil (Vmax), la première valeur seuil (Vmax) étant prédéterminée et lue dans une mémoire informatique, et - commande de la fermeture de la vanne d'entrée (17) et d'ouverture de la vanne de sortie (23) si la valeur mesurée (Vmes) est inférieure à une deuxième valeur seuil (Vmin), la deuxième valeur seuil (Vmin) étant prédéterminée et lue dans une mémoire informatique. 2. Procédé de pilotage selon la revendication 1, dans lequel la première valeur seuil (Vmax) et la deuxième valeur seuil (Vmin) sont différentes. 3. Procédé de pilotage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, si la vanne d'entrée (17) est en position ouverte et la vanne de sortie (23) est en position fermée, il est prévu de maintenir la position des vannes d'entrée (17) et de sortie (23) tant que la valeur mesurée (Vmes) reste supérieure à la deuxième valeur seuil (Vmin). 4. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel, si la vanne d'entrée (17) est en position fermée et la vanne de sortie (23) 10 est en position ouverte, il est prévu de maintenir la position des vannes d'entrée (17) et de sortie (23) tant que la valeur mesurée (Vmes) reste inférieure à la première valeur seuil (Vmax). 5. Procédé de pilotage selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel 5 le volume de lubrifiant (10) est déterminé à l'aide du capteur (20) de volume d'huile au moyen d'ultrasons, compte tenu du niveau et de l'inclinaison du lubrifiant (10) contenu dans le carter d'huile (3). 6. Moteur à combustion interne (1) comprenant : - un carter d'huile (3), et 10 - un dispositif de lubrification comprenant un réservoir auxiliaire (2) connecté au carter d'huile (3) par, d'une part, une ligne d'admission (15) de lubrifiant (10) dans le réservoir auxiliaire (2) équipée d'une vanne d'entrée (17) commandée pour réguler le débit de lubrifiant (10) entrant dans le réservoir auxiliaire (2), et, d'autre part, une ligne d'évacuation (21) de lubrifiant (10) hors du 15 réservoir auxiliaire (2) équipée d'une vanne de sortie (23) commandée pour réguler le débit de lubrifiant (10) sortant du réservoir auxiliaire (2), caractérisé en ce qu'il comporte en outre un calculateur (30) programmé pour mettre en oeuvre les étapes d'un procédé de pilotage conforme à l'une des revendications précédentes.