EP3743603B1 - Procédé d'estimation de la dilution du carburant dans l'huile d'un moteur à combustion interne - Google Patents
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- EP3743603B1 EP3743603B1 EP19700601.8A EP19700601A EP3743603B1 EP 3743603 B1 EP3743603 B1 EP 3743603B1 EP 19700601 A EP19700601 A EP 19700601A EP 3743603 B1 EP3743603 B1 EP 3743603B1
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- F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
- F02D2250/11—Oil dilution, i.e. prevention thereof or special controls according thereto
Definitions
- the invention relates to a method for estimating the dilution of the fuel in the oil of an internal combustion engine, more particularly of an engine equipped with a device for treating pollutant emissions, which is periodically regenerated by post- injection of fuel into the engine cylinders. It makes it possible to accurately determine the engine drain interval when a fuel dilution threshold in the oil is reached.
- FR -A1- 2 974 853 which discloses a method for estimating the fuel dilution rate in the oil of an internal combustion engine equipped with such a combustion gas treatment device requiring regeneration phases by post-injection of fuel, for example a particulate filter.
- FR 2 866 957 A1 discloses a further method for estimating a dilution rate.
- the temporal variation of concentration dC/dt is of the type -k•C(t), equation in which k denotes a rate parameter of the evaporation reaction, and C(t) denotes the concentration at the current instant, such that the evaporation rate decreases with the time elapsed since the start of the normal operating phase, c ie since the time elapsed since the end of the previous regeneration.
- the downward variation that is to say the evaporation, or vaporization, of the fuel
- the concentration instantaneous in other words the dilution
- precise tests have shown that this is not the case.
- the evaporation model of the method known from the prior art tends to overestimate the evaporation, or vaporization, of the fuel as the regenerations are repeated.
- a method for estimating the fuel dilution rate in the oil of an internal combustion engine equipped with a combustion gas treatment device requiring regeneration phases by post-injection. of fuel, said method comprising a step of determining an overall fuel dilution rate.
- a plurality of fractions of composition of said fuel are defined, each fraction having a different density, that is to say a more or less high lightness
- the method comprises, repeatedly for a succession of instants, an estimate of the dilution rate by adding the dilution rate estimated at the previous instant with a dilution rate variation value; the dilution rate variation value being calculated as a function of an estimation of the dilution, between two successive instants, of each fraction of the plurality of fractions of composition of said fuel in the oil.
- the method according to the invention implementing at each successive instant a step of comparing said estimated dilution rate (T) with a predetermined threshold; If the estimated dilution rate (T) is greater than said predetermined threshold, the method conforms to trigger an oil change warning required in said motor vehicle.
- each fraction of composition is associated with a fuel composition rate and with a vaporization rate of said fraction, the estimate of the dilution of each fraction being a function of the overall rate of dilution of the fuel, the fuel composition rate and said vaporization rate of said fraction.
- the dilution rate can be calculated with parameters that are relatively simple to establish.
- the speed of vaporization of said fraction is a function of the engine torque at the time considered.
- the determination of the vaporization rate of each fraction can be improved.
- the estimate of the variation in the rate of dilution of each fraction between two successive instants is equal to the product of the rate of overall dilution with the rate of composition of the fuel from which the rate of evaporation is subtracted. of said fraction, all multiplied by the time interval between the two successive instants.
- the estimate of the dilution rate is relatively simple to obtain.
- the engine is capable of operating according to a regeneration mode, and outside of said regeneration mode, said global dilution rate of the fuel is equal to 0.
- said global dilution rate of the fuel is equal to 0.
- the engine being capable of operating according to a regeneration mode, and during said regeneration mode, said overall fuel dilution rate is predetermined as a function of the engine torque and of a value representative of the temperature of engine water.
- said overall fuel dilution rate can be obtained relatively simply and reliably.
- the variation in the degree of dilution at each instant is calculated as the sum of the estimations of the dilution of each fraction of the plurality of fractions of composition of said fuel in oil.
- the method is relatively simple, reliable, and inexpensive in computation time.
- the invention also relates to a device for estimating the dilution rate of fuel in the oil of an internal combustion engine equipped with a combustion gas treatment device requiring regeneration phases by post-injection of fuel, according to which the rate of dilution is estimated as a function of the mode of operation of the engine, said device comprising means for determining an overall rate of dilution of the fuel.
- the device comprises means for defining a plurality of fractions of composition of said fuel, each fraction having a different density.
- the device comprises means suitable for estimating, repeatedly for a succession of instants, an estimate of the dilution rate by adding the dilution rate estimated at the previous instant with a dilution rate variation value; the dilution rate variation value being calculated as a function of an estimate of the variation in the dilution rate, between two successive instants, of each fraction of the plurality of fractions of composition of said fuel in oil.
- the device according to the invention further comprising comparison means capable of comparing, at each successive instant, said estimated dilution rate (T) with a predetermined threshold; If the estimated dilution rate (T) is greater than said predetermined threshold, the device conforms to trigger an oil change alert required in said motor vehicle.
- the invention also relates to an engine assembly comprising an internal combustion engine equipped with a combustion gas treatment device and an estimation device as described previously.
- the invention also relates to a motor vehicle comprising an engine assembly as described previously.
- the figure 1 represents an internal combustion engine 1, for example a diesel engine, of which only one cylinder has been drawn in section.
- the engine 1 is here supercharged by a turbocharger 2, and its exhaust gases are treated by a treatment device 3 of the exhaust gases.
- the engine 1 is supplied with air by an air circuit comprising an air intake 4, a compressor 5 of the turbocharger 2, and an intake duct 6, one end of which opens into a combustion chamber 7 of the engine.
- Chamber 7 receives at least one injector 8, which injects fuel, for example diesel, into chamber 7 for its combustion with air.
- injector 8 which injects fuel, for example diesel
- the exhaust gases produced by the combustion in the chamber 7 are evacuated to a turbine 9 of the turbocharger 2 via an exhaust manifold 10.
- the gases pass through the turbine 9, an exhaust duct 11, and the treatment device 3. They are finally evacuated to the outside atmosphere through an exhaust pipe 12.
- the treatment device 3 comprises for example, inside the same outer casing, an oxidation catalyst which continuously oxidizes certain pollutants (unburnt hydrocarbons HC and carbon monoxide CO) present in the exhaust gases, and a particle filter which makes it possible to store the soot emitted by the engine 1, and to burn it when a predetermined mass is reached.
- Two pressure sensors 13 and 14 are installed respectively at the inlet and at the outlet of the treatment device 3. The pressure drop between the inlet and the outlet of the treatment device 3 makes it possible to indirectly evaluate the mass of soot stored in the processing device 3, more precisely in its particulate filter.
- the operation of the engine 1 is controlled by a computer 15 connected to a certain number of sensors, comprising at least the pressure sensors 13 and 14, and to a certain number of actuators, comprising at least the injector 8 .
- the computer 15 injects into the combustion chamber 7 a quantity of fuel corresponding to a torque setpoint.
- This setpoint may be a function of the engine rotation speed and the depression of the accelerator pedal (not shown) of the vehicle (not shown) on which the engine 1 is mounted.
- the fuel generally begins to be introduced before the combustion top dead center of each cylinder of engine 1, and it is completely burned.
- the processing device 3 stores the soot emitted by the engine 1 but does not eliminate them.
- the computer 15 triggers a regeneration phase of the processing device 3 in order to burn the stock of accumulated soot. To this end, in addition to the fuel injected into the chamber 7 according to the requested torque setpoint, the computer 15 triggers a post-injection of fuel.
- the figure 2 illustrates the evolution of the fuel dilution in the oil of engine 1 over time.
- the dilution of the fuel that is to say the percentage of fuel contained in the oil, is bad.
- the engine is in a normal operating mode, that is to say excluding regeneration of the particulate filter.
- regeneration of the filter is triggered.
- the combustion of the soot accumulated in the filter continues until time t 2 .
- the dilution of the oil increases from 0 to a value T 2 .
- the dilution then decreases under the effect of the evaporation of the fuel.
- the drop continues until the instant t 3 when a new regeneration is necessary.
- the dilution reaches a value T 3 which is lower than the value T 2 but which does not recover the null value of the instant to.
- a new regeneration of the filter is triggered.
- the combustion of the soot continues until the instant t 4 .
- the dilution of the oil increases by T 3 up to a value T 4 greater than T 2 .
- regeneration stops again.
- the dilution decreases until time t 5 when the next regeneration is necessary.
- the dilution drops from value T 4 to a value T 5 which remains greater than value C 3 .
- Dilution therefore goes through a succession of alternating phases of increase and decrease, with an overall increase in the long-term level.
- the duration of the periods during which the filter is not regenerated, successively between t 0 and t 3 , between t 2 and t 3 , and between t 4 and t 5 on the figure 2 may vary depending on driving conditions (urban, motorway, etc.) of the vehicle on which the engine is mounted.
- the dilution values observed at the start of each regeneration, respectively T 3 and T 5 on the figure 2 depend on the duration of these periods, i.e. the time elapsed since the end of each regeneration.
- the picture 3 represents the flowchart of an embodiment of the method according to the invention.
- the method comprises an initialization step 100, during which the estimation of the dilution rate T (by mass) is initialized, either to a zero value if the oil of engine 1 is new, or to a value which has been previously stored in computer 15.
- a plurality of fractions of composition of said fuel are defined, each fraction having a different density from the others, that is to say a different lightness.
- Each fraction is associated with a fuel composition rate %F 1 , % F2 ,..., % Fx , so that the sum of these fractions corresponds to 100% of the fuel.
- the fuel composition rate of each fraction being predetermined; the composition rates by type of fuel vary only negligibly.
- Each fraction F 1 , F 2 , F x , of fuel also has its own vaporization speed V vapoF1 , V vapoF2 ,... V vapoFx , this speed being all the higher as the fraction is light (or less dense) .
- the evaporation rate of each fraction F 1 , F 2 , ... F x is predetermined, or mapped, in advance as a function of the engine torque C.
- the method includes a test step 110, during which the computer determines whether a regeneration of the processing device 3 is in progress, for example by checking the presence of post-injection of fuel. The test then directs to a step 120 if no regeneration is in progress, or to a step 130 otherwise.
- the computer also increments and stores in a counter the elapsed time dt, in other words the time step dt, or the time difference dt, since the end of the last calculation of dilution rate T of the fuel in the oil.
- the times t and t+dt, separated by a time difference dt will be used to designate two successive times during which the successive values of the fuel dilution rate are calculated.
- the time difference dt corresponds, for a given instant, to the time that has elapsed between the previous calculation t and the current calculation t+dt.
- the calculations of variation in the dilution rates dTi and dT, described below therefore correspond to the variations between the instants t and t+dt, separated by this time difference dt.
- Steps 120 and 130 both aim to calculate a value of variation of the dilution rate dT, in the first case if the regeneration is in progress, and in the other case if the regeneration is not in progress.
- step 120 corresponding to the operating mode of the engine with regeneration activated, the value of variation of the overall dilution rate dT of the fuel in the oil, also called overall elementary dilution dT, is calculated as being the sum , for each instant t, of the sum of elementary dilutions dT 1 , dT 2 ,...,dT x of the plurality of fractions F 1 , F 2 ,... F x making up the fuel at each instant.
- the time difference dt between the two successive instants can be equal to a conventional calculation step of the engine computer, for example around 100 ms. Such a frequency of updating the calculation of the dilution is largely sufficient, the evolution of the dilution being a slow phenomenon.
- the overall fuel dilution rate V dil in the context of engine operation in regeneration mode, is predetermined at least as a function of the engine torque and of a value representative of the temperature of the water which characterizes cold operation or classic hot engine.
- step 130 in the case of the engine operating mode excluding regeneration, the steps for calculating the dilution rate T(t+dt), also written simply T, are identical to the steps carried out during operation in mode regeneration, and can also be carried out according to the two embodiments described above, except that it is then considered that the overall fuel dilution rate value V dil is zero.
- the method according to the invention then comprises a step 150 during which the new dilution rate obtained T(t+dt), also written simply T, is compared with a predetermined threshold S. If it is higher, the method can trigger an alert on the dashboard of the vehicle during a step 160 of the method, in order to warn the driver of the vehicle that it is necessary to drain the engine oil. Otherwise, we wait for a time step dt to elapse at step 170, before proceeding to a new calculation step by resuming at step 110.
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Description
- L'invention concerne un procédé d'estimation de la dilution du carburant dans l'huile d'un moteur à combustion interne, plus particulièrement d'un moteur équipé d'un dispositif de traitement des émissions polluantes, qui est régénéré périodiquement par post-injection de carburant dans les cylindres du moteur. Elle permet de déterminer avec précision l'intervalle de vidange du moteur lorsqu'un seuil de dilution du carburant dans l'huile est atteint.
- De nombreux moteurs modernes sont équipés de dispositifs de traitement des gaz d'échappement, qui fonctionnent de manière séquentielle. La plupart des moteurs diesel, par exemple, sont équipés d'un filtre à particules. En fonctionnement normal en mélange pauvre, ces dispositifs piègent les polluants mais ne les traitent pas. Périodiquement, lorsqu'un paramètre représentatif de la quantité de polluants accumulés, par exemple la chute de pression dans le dispositif, atteint une valeur prédéfinie, une phase dite de régénération est déclenchée par un calculateur du moteur, au cours de laquelle les réglages du moteur sont modifiés pour traiter et éliminer les polluants.
- On connaît notamment le document
FR -A1- 2 974 853 FR 2 866 957 A1 - Selon ce procédé de l'art antérieur, on estime le taux de dilution en fonction du mode de fonctionnement du moteur :
- lors d'une phase de régénération, la variation à la hausse de la dilution pendant un intervalle de temps considéré est calculée comme le produit d'une fonction de régénération par l'intervalle de temps considéré, cette fonction de régénération pouvant, par exemple, être cartographiée en fonction de paramètres du moteur tels que le régime et le débit de carburant.
- lors d'une phase de fonctionnement normal (autrement dit hors régénération), la variation à la baisse de la dilution pendant un intervalle de temps est calculée comme le produit de l'opposé d'une fonction d'évaporation par l'intervalle de temps considéré. Par évaporation, on entend la vaporisation du carburant dans les gaz environnant la nappe d'huile du moteur. La variation de l'évaporation entre deux instants voisins est calculée selon une loi cinétique d'ordre 1, en tenant compte du temps écoulé depuis la fin de la dernière régénération.
- Plus précisément, selon une telle loi cinétique d'ordre 1, la variation temporelle de concentration dC/dt, c'est-à-dire la vitesse d'évaporation, est du type -k•C(t), équation dans laquelle k désigne un paramètre de vitesse de la réaction d'évaporation, et C(t) désigne la concentration à l'instant courant, de sorte que la vitesse d'évaporation diminue avec le temps écoulé depuis le début de la phase de fonctionnement normal, c'est-à-dire depuis le temps écoulé depuis la fin de la régénération précédente.
- Toutefois, pour un tel procédé d'estimation, indépendamment du nombre de régénérations successives, la variation à la baisse, c'est-à-dire l'évaporation, ou vaporisation, du carburant, suit exactement le même profil de vitesse lorsque la concentration instantanée, autrement dit la dilution, du carburant dans l'huile est identique. Or, on a constaté par des essais précis que tel n'est pas le cas. Le modèle d'évaporation du procédé connu de l'art antérieur tend à surestimer l'évaporation, ou vaporisation, du carburant à mesure que les régénérations se répètent.
- D'autre part, on a constaté que l'utilisation seule de la température de l'eau pour caractériser la vaporisation du carburant n'est pas correcte. Une telle utilisation étant une simplification visant à pallier l'absence de mesure de la température de l'huile du moteur, dont on peut penser qu'elle est représentative du phénomène de vaporisation.
- Aussi, il existe le besoin d'un procédé d'estimation du taux de dilution de carburant dans l'huile d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de traitement des gaz de combustion nécessitant des phases de régénération par post-injection de carburant, résolvant les problèmes énoncés précédemment.
- On propose selon l'invention un procédé d'estimation du taux de dilution de carburant dans l'huile d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de traitement des gaz de combustion nécessitant des phases de régénération par post-injection de carburant, ledit procédé comprenant une étape de détermination d'une vitesse de dilution globale du carburant.
- Au cours d'une étape préalable du procédé, on définit une pluralité de fractions de composition dudit carburant, chaque fraction présentant une densité différente, c'est-à-dire une légèreté plus ou moins élevée, et le procédé comprend, de manière répétée pour une succession d'instants, une estimation du taux de dilution par addition du taux de dilution estimé à l'instant précédent avec une valeur de variation du taux de dilution ; la valeur de variation du taux de dilution étant calculée en fonction d'une estimation de la dilution, entre deux instants successifs, de chaque fraction de la pluralité de fractions de composition dudit carburant dans l'huile. Ainsi, on peut déterminer à chaque instant le taux de dilution du carburant dans l'huile de manière relativement précise et rapide, quel que soit le mode de fonctionnement du moteur, en cours ou non de régénération. Le procédé selon l 'invention mettant en ouvre à chaque instant successif une étape de comparaison dudit taux de dilution (T) estimé avec un seuil prédéterminé; Si le taux de dilution (T) estimé est supérieur audit seuil prédéterminé le procédé et conforme pour déclencher une alerte de vidange nécessaire dan ledit véhicule automobile.
- Avantageusement et de manière non limitative, chaque fraction de composition est associée à un taux de composition du carburant et à une vitesse de vaporisation de ladite fraction, l'estimation de la dilution de chaque fraction étant fonction de la vitesse de dilution globale du carburant, du taux de composition du carburant et de ladite vitesse de vaporisation de ladite fraction. Ainsi, on peut calculer le taux de dilution avec des paramètres relativement simples à établir.
- Avantageusement et de manière non limitative, la vitesse de vaporisation de ladite fraction est fonction du couple moteur à l'instant considéré. Ainsi, on peut améliorer la détermination de la vitesse de vaporisation de chaque fraction.
- Avantageusement et de manière non limitative, l'estimation de la variation du taux de dilution de chaque fraction entre deux instants successifs, est égale au produit de la vitesse de dilution globale avec le taux de composition du carburant auquel est soustrait la vitesse d'évaporation de ladite fraction, le tout multiplié par l'intervalle de temps entre les deux instants successifs. Ainsi l'estimation du taux de dilution est relativement simple à obtenir. Avantageusement et de manière non limitative, le moteur est apte à fonctionner selon un mode de régénération, et en dehors dudit mode de régénération, ladite vitesse de dilution globale du carburant est égale à 0. Ainsi l'estimation du taux de dilution est encore plus simple à déterminer et procède d'un unique calcul commun aux deux modes de fonctionnement du moteur, avec et sans régénération.
- Avantageusement et de manière non limitative, le moteur étant apte à fonctionner selon un mode de régénération, et lors dudit mode de régénération, ladite vitesse de dilution globale du carburant est prédéterminée en fonction du couple moteur et d'une valeur représentative de la température d'eau du moteur. Ainsi la vitesse de dilution globale du carburant peut être obtenue de manière relativement simple et fiable.
- Avantageusement et de manière non limitative, la variation du taux de dilution à chaque instant est calculée comme la somme des estimations de la dilution de chaque fraction de la pluralité de fractions de composition dudit carburant dans l'huile. Ainsi, le procédé est relativement simple, fiable, et peu coûteux en temps de calcul.
- L'invention concerne aussi un dispositif d'estimation du taux de dilution de carburant dans l'huile d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de traitement des gaz de combustion nécessitant des phases de régénération par post-injection de carburant, selon lequel on estime le taux de dilution en fonction du mode de fonctionnement du moteur, ledit dispositif comprenant des moyens de détermination d'une vitesse de dilution globale du carburant.
- Le dispositif comprend des moyens de définition d'une pluralité de fractions de composition dudit carburant, chaque fraction présentant une densité différente.
- Le dispositif comprend des moyens adaptés pour estimer, de manière répétée pour une succession d'instants, une estimation du taux de dilution par addition du taux de dilution estimé à l'instant précédent avec une valeur de variation du taux de dilution ; la valeur de variation du taux de dilution étant calculée en fonction d'une estimation de la variation du taux de dilution, entre deux instants successifs, de chaque fraction de la pluralité de fractions de composition dudit carburant dans l'huile. Le dispositif selon l 'invention comprenant en outre de moyen de comparaison apte à comparer, à chaque instant successif, ledit taux de dilution (T) estime avec un seuil prédéterminé ; Si le taux de dilution (T) estime est supérieur audit seuil prédéterminé le dispositif et conforme pour déclencher une alerte de vidange nécessaire dan ledit véhicule automobile.
- L'invention concerne aussi un ensemble moteur comprenant un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de traitement des gaz de combustion et un dispositif d'estimation tel que décrit précédemment.
- L'invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant un ensemble moteur tel que décrit précédemment.
- D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la
figure 1 représente schématiquement un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de traitement des gaz d'échappement, apte à la mise en œuvre du procédé selon l'invention, - la
figure 2 représente l'évolution temporelle de la dilution du carburant dans l'huile d'un tel moteur, et - la
figure 3 représente le logigramme du procédé d'estimation de la dilution du carburant dans l'huile selon l'invention. - la
figure 4 représente un logigramme d'estimation du procédé selon l'invention. - La
figure 1 représente un moteur à combustion interne 1, par exemple un moteur diesel, dont un seul cylindre a été dessiné en coupe. Le moteur 1 est ici suralimenté par un turbocompresseur 2, et ses gaz d'échappement sont traités par un dispositif de traitement 3 des gaz d'échappement. - Le moteur 1 est alimenté en air par un circuit d'air comprenant une prise d'air 4, un compresseur 5 du turbocompresseur 2, et un conduit d'admission 6 dont une extrémité débouche dans une chambre de combustion 7 du moteur.
- La chambre 7 reçoit au moins un injecteur 8, qui injecte du carburant, par exemple du gazole, dans la chambre 7 pour sa combustion avec l'air.
- Les gaz d'échappement produits par la combustion dans la chambre 7 sont évacués vers une turbine 9 du turbocompresseur 2 par l'intermédiaire d'un collecteur d'échappement 10. Les gaz traversent la turbine 9, un conduit d'échappement 11, et le dispositif de traitement 3. Ils sont finalement évacués vers l'atmosphère extérieure par un pot d'échappement 12.
- Le dispositif de traitement 3 comprend par exemple, à l'intérieur d'une même enveloppe extérieure, un catalyseur d'oxydation qui oxyde de manière continue certains polluants (hydrocarbures imbrûlés HC et monoxyde de carbone CO) présents dans les gaz d'échappement, et un filtre à particules qui permet de stocker les suies émises par le moteur 1, et de les brûler quand une masse prédéterminée est atteinte. Deux capteurs de pression 13 et 14 sont implantés respectivement à l'entrée et à la sortie du dispositif de traitement 3. La chute de pression entre l'entrée et la sortie du dispositif de traitement 3 permet d'évaluer indirectement la masse de suies stockées dans le dispositif de traitement 3, plus précisément dans son filtre à particules.
- De manière connue, le fonctionnement du moteur 1 est piloté par un calculateur 15 relié à un certain nombre de capteurs, comprenant au moins les capteurs de pression 13 et 14, et à un certain nombre d'actionneurs, comprenant au moins l'injecteur 8.
- En fonctionnement normal du moteur en mélange pauvre, c'est-à-dire en dehors des phases de régénération du filtre à particules, le calculateur 15 injecte dans la chambre de combustion 7 une quantité de carburant correspondant à une consigne de couple. Cette consigne peut être une fonction du régime de rotation du moteur et de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur (non-représentée) du véhicule (non-représenté) sur lequel est monté le moteur 1. Le carburant commence généralement à être introduit avant le point mort haut de combustion de chaque cylindre du moteur 1, et il est entièrement brûlé. Dans ce mode de fonctionnement, le dispositif de traitement 3 stocke les suies émises par le moteur 1 mais ne les élimine pas.
- Lorsque la différence de pression mesurée par les capteurs 13 et 14 atteint un seuil prédéterminé, le calculateur 15 déclenche une phase de régénération du dispositif de traitement 3 afin de brûler le stock de suies accumulées. A cet effet, en complément du carburant injecté dans la chambre 7 suivant la consigne de couple demandée, le calculateur 15 déclenche une post-injection de carburant.
- Plus précisément, il injecte dans la chambre 7, assez longtemps après le point mort haut de chaque cylindre, une quantité de carburant qui ne participe pas à la combustion, c'est-à-dire qu'elle n'est pas brûlée pour produire un couple moteur. Cette quantité de carburant est évacuée presque en totalité dans le collecteur d'échappement 10, vers le dispositif de traitement 3 où elle brûle les suies qui y sont stockées.
- Toutefois une petite partie du carburant injecté tardivement dans le cylindre pénètre et se dilue dans l'huile du moteur, notamment dans le film d'huile qui lubrifie les parois des cylindres du moteur 1, et à travers les interstices entre les pistons et les cylindres du moteur 1.
- La
figure 2 illustre l'évolution de la dilution du carburant dans l'huile du moteur 1 au cours du temps. A un instant t0 où l'huile du moteur est neuve et où le dispositif de traitement 3 est soit neuf, soit régénéré, la dilution du carburant, c'est-à-dire le pourcentage de carburant contenu dans l'huile, est nul. - Entre les instants t0 et t1, le moteur est dans un mode de fonctionnement normal, c'est-à-dire hors régénération du filtre à particules. A l'instant t1, une régénération du filtre est déclenchée. La combustion des suies accumulées dans le filtre se poursuit jusqu'à l'instant t2. De l'instant t1 à l'instant t2, la dilution de l'huile augmente de 0 jusqu'à une valeur T2. A l'instant t2, la régénération s'arrête, et il n'y a plus de post-injection de carburant dans le moteur. La dilution diminue alors sous l'effet de l'évaporation du carburant. La baisse se poursuit jusqu'à l'instant t3 où une nouvelle régénération est nécessaire. La dilution atteint une valeur T3 qui est plus faible que la valeur T2 mais qui ne retrouve pas la valeur nulle de l'instant to.
- A l'instant t3, une nouvelle régénération du filtre est déclenchée. La combustion des suies se poursuit jusqu'à l'instant t4. De l'instant t3 à l'instant t4, la dilution de l'huile augmente de T3 jusqu'à une valeur T4 supérieure à T2. A l'instant t4, la régénération s'arrête à nouveau. La dilution baisse jusqu'à l'instant t5 où la régénération suivante est nécessaire. De l'instant t4 à l'instant t5, la dilution baisse de la valeur T4 à une valeur T5 qui reste supérieure à la valeur C3.
- La dilution passe donc par une succession de phases alternées d'augmentation et de diminution, avec une augmentation globale du niveau à long terme. La durée des périodes pendant lesquelles le filtre n'est pas régénéré, successivement comprise entre t0 et t3, entre t2 et t3, et entre t4 et t5 sur la
figure 2 , peut varier en fonction des conditions de roulage (urbain, autoroutier, etc.) du véhicule sur lequel le moteur est monté. Les valeurs de dilution observées au début de chaque régénération, respectivement T3 et T5 sur lafigure 2 , dépendent de la durée de ces périodes, c'est-à-dire du temps écoulé depuis la fin de chaque régénération. - La
figure 3 représente l'organigramme d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention. Le procédé comprend une étape d'initialisation 100, lors de laquelle l'estimation du taux de dilution T (en masse) est initialisée, soit à une valeur nulle si l'huile du moteur 1 est neuve, soit à une valeur qui a été mémorisée précédemment dans le calculateur 15. - Au cours d'une étape préalable, non représentée, on définit une pluralité de fractions de composition dudit carburant, chaque fraction présentant une densité différente des autres, c'est-à-dire une légèreté différente.
- Chaque fraction est associée à un taux de composition du carburant %F1, %F2,..., %Fx, de sorte que la somme de ces fractions corresponde à 100% du carburant.
- Le taux de composition du carburant de chaque fraction étant prédéterminée ; les taux de composition par type de carburant ne variant que de manière négligeable.
- Chaque fraction F1, F2, Fx, de carburant a aussi une vitesse de vaporisation propre VvapoF1, VvapoF2, ... VvapoFx, cette vitesse étant d'autant plus élevée que la fraction est légère (ou moins dense).
- En particulier, la prise en compte des quatre fractions principales, en termes de taux de composition du carburant, suffit à obtenir une modélisation satisfaisante du taux de dilution du carburant dans l'huile. Ceci permet en particulier de réduire de manière importante les calculs nécessaires tout en assurant une estimation satisfaisante. Cependant, il est parfaitement possible de prendre plus ou moins de fractions en compte selon les besoins de rapidité et/ou de précision.
- La vitesse d'évaporation de chaque fraction F1, F2, ... Fx est prédéterminée, ou cartographiée, à l'avance en fonction du couple moteur C.
- Le procédé comprend une étape de test 110, au cours de laquelle le calculateur détermine si une régénération du dispositif de traitement 3 est en cours, par exemple en vérifiant la présence d'une post-injection de carburant. Le test oriente alors vers une étape 120 si aucune régénération n'est en cours, ou vers une étape 130 dans le cas contraire.
- A l'étape 110, le calculateur incrémente et mémorise également dans un compteur le temps écoulé dt, autrement dit le pas de temps dt, ou l'écart de temps dt, depuis la fin du dernier calcul de taux de dilution T du carburant dans l'huile.
- Par soucis de simplicité, on emploiera pour la suite de la description les instants t et t+dt, séparés par un écart de temps dt, pour désigner deux instants successifs au cours desquels sont calculés les valeurs successives de taux de dilution du carburant.
- Autrement dit, l'écart de temps dt correspond, pour un instant donné, au temps qui s'est écoulé entre le calcul précédent t et le calcul actuel t+dt. Les calculs de variation des taux de dilution dTi et dT, décrits ci-dessous correspondent par conséquent aux variations entre les instants t et t+dt, séparés par cet écart de temps dt.
- Les étapes 120 et 130 ont toutes deux pour objectif de calculer une valeur de variation du taux de dilution dT, dans le premier cas si la régénération est en cours, et dans l'autre cas si la régénération n'est pas en cours.
- Dans le cas de l'étape 120, correspondant au mode de fonctionnement du moteur avec régénération activée, on calcule la valeur de variation du taux de dilution dT global du carburant dans l'huile, aussi appelée dilution élémentaire globale dT, comme étant la somme, pour chaque instant t, de la somme de dilutions élémentaire dT1, dT2,...,dTx de la pluralité de fractions F1, F2, ... Fx composant le carburant à chaque instant.
-
- Vdil est une vitesse de dilution globale du carburant, pouvant être cartographiée en fonction de paramètres de moteur tels que le régime de rotation et le débit de carburant ;
- dt désigne l'écart de temps, ou pas de temps, entre deux instants successifs t, t+dt de calcul du taux de dilution T;
- %Fi désigne le taux de composition du carburant de la fraction Fi; et
- VVapoFi désigne la vitesse d'évaporation de la fraction Fi donnée.
- L'écart de temps dt, entre les deux instants successifs peut être égal à un pas de calcul classique du calculateur du moteur, par exemple environ 100 ms. Une telle fréquence de la mise à jour du calcul de la dilution est largement suffisante, l'évolution de la dilution étant un phénomène lent.
- La vitesse de dilution globale du carburant Vdil, dans le cadre du fonctionnement moteur en mode de régénération, est prédéterminée au moins en fonction du couple moteur et d'une valeur représentative de la température de l'eau qui caractérise le fonctionnement à froid ou classique à chaud du moteur.
- Selon un premier mode de réalisation de l'invention, en référence à la
figure 4 , on calcule alors pour chaque fraction Fi, le taux de dilution Ti en ajoutant au taux de dilution Ti(t) de l'instant précédent l'estimation de la variation du taux dT pendant le pas de temps dt réalisée à l'étape 120 ou 130, de sorte que -
-
-
- Au cours de l'étape 130, dans le cas du mode de fonctionnement du moteur hors régénération, les étapes de calcul du taux de dilution T(t+dt), aussi écrit simplement T, sont identiques aux étapes effectuées lors du fonctionnement en mode de régénération, et peut aussi être effectué selon les deux modes de réalisation décrits précédemment, sauf qu'on considère alors que la valeur de vitesse de dilution globale du carburant Vdil est nulle.
-
- Le procédé selon l'invention comprend ensuite une étape 150 au cours de laquelle le nouveau taux de dilution obtenu T(t+dt), aussi écrit simplement T, est comparé à un seuil S prédéterminé. S'il est supérieur, le procédé peut déclencher une alerte au tableau de bord du véhicule au cours d'une étape 160 du procédé, afin de prévenir le conducteur du véhicule qu'il est nécessaire de vidanger l'huile du moteur. Dans le cas contraire, on attend l'écoulement d'un pas de temps dt à l'étape 170, avant de procéder à un nouveau pas de calcul en reprenant à l'étape 110.
- Ainsi, on peut déterminer de manière fiable et rapide le taux de dilution du carburant dans l'huile d'un moteur, que ce moteur fonctionne en phase de régénération ou non.
Claims (10)
- Procédé d'estimation du taux de dilution de carburant dans l'huile d'un moteur (1) à combustion interne d'un véhicule automobile équipé d'un dispositif de traitement (3) des gaz de combustion nécessitant des phases de régénération par post-injection de carburant,ledit procédé comprenant une étape de détermination d'une vitesse de dilution globale du carburant (Vdil),caractérisé en ce qu'au cours d'une étape préalable du procédé, on définit une pluralité de fractions (F1, F2, ... Fx) de composition dudit carburant, chaque fraction (F i ) présentant une densité différente,et en ce que le procédé comprend, de manière répétée pour une succession d'instants (t, t+dt), une estimation du taux de dilution (T) par addition du taux de dilution(T(t)) estimé à l'instant précédent avec une valeur de variation du taux de dilution (dT),la valeur de variation du taux de dilution (dT) étant calculée en fonction d'une estimation de la variation du taux de dilution (dTi), entre deux instants successifs (t, t+dt), de chaque fraction (Fi) de la pluralité de fractions (F1, F2, ... Fx) de composition dudit carburant dans l'huile ;le procédé mettant en oeuvre à chaque instant successif une étape (150) de comparaison dudit taux de dilution (T) estimé avec un seuil prédéterminé ; si le taux de dilution (T) estimé est supérieur audit seuil prédéterminé le procédé est conformé pour déclencher une alerte de vidange nécessaire dans ledit véhicule automobile.
- Procédé d'estimation selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque fraction (Fi) de composition est associée à un taux de composition (%Fi) du carburant et à une vitesse de vaporisation (VVapFi) de ladite fraction (Fi), l'estimation de la dilution (Ti) de chaque fraction (Fi) étant fonction de la vitesse de dilution globale du carburant (Vdil), du taux de composition (%Fi) du carburant et de ladite vitesse de vaporisation (VVapFi) de ladite fraction.
- Procédé d'estimation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la vitesse de vaporisation (VVapFi) de ladite fraction (Fi) est fonction du couple moteur (C) à l'instant (t) considéré.
- Procédé d'estimation selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'estimation de la variation du taux de dilution (dTi) de chaque fraction (Fi) entre deux instants successifs (t, t+dt) est égale au produit de la vitesse de dilution globale (Vdil) avec le taux (%Fi) de composition du carburant auquel est soustrait la vitesse de vaporisation (VvapFi) de ladite fraction (Fi), le tout multiplié par l'intervalle de temps entre les deux instants successifs (dt).
- Procédé d'estimation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, le moteur étant apte à fonctionner selon un mode de régénération, caractérisé en ce qu'en dehors dudit mode de régénération, ladite vitesse de dilution globale (Vdil) du carburant est égale à 0.
- Procédé d'estimation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, le moteur étant apte à fonctionner selon un mode de régénération, caractérisé en ce que lors dudit mode de régénération, ladite vitesse de dilution globale (Vdil) du carburant est prédéterminée en fonction du couple moteur (C) et d'une valeur représentative de la température de l'eau.
- Procédé d'estimation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la variation du taux de dilution (dT) à chaque instant (t, t+dt) est calculée comme la somme des estimations de variation du taux de dilution (dTi) de chaque fraction (Fi) de la pluralité de fractions (F1, F2, ... Fx) de composition dudit carburant dans l'huile.
- Dispositif d'estimation du taux de dilution de carburant dans l'huile d'un moteur (1) à combustion interne d'un véhicule automobile équipé d'un dispositif de traitement (3) des gaz de combustion nécessitant des phases de régénération par post-injection de carburant, selon lequel on estime le taux de dilution (T) en fonction du mode de fonctionnement du moteur,ledit dispositif comprenant des moyens de détermination d'une vitesse de dilution globale du carburant (Vdil),caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de définition d'une pluralité de fractions (F1, F2, ... Fx) de composition dudit carburant, chaque fraction (F i ) présentant une densité différente ;et en ce que le dispositif comprend des moyens adaptés pour estimer, de manière répétée pour une succession d'instants (t, t+dt), une estimation du taux de dilution (T) par addition du taux de dilution(T(t)) estimé à l'instant précédent avec une valeur de variation du taux de dilution (dT) ;la valeur de variation du taux de dilution (dT) étant calculée en fonction d'une estimation de la variation du taux de dilution (dTi), entre deux instants successifs (t, t+dt), de chaque fraction (Fi) de la pluralité de fractions (F1, F2, ... Fx) de composition dudit carburant dans l'huile ; etledit dispositif comprenant en outre des moyens de comparaison aptes à comparer, à chaque instant successif, ledit taux de dilution (T) estimé avec un seuil prédéterminé ; si le taux de dilution (T) estimé est supérieur audit seuil prédéterminé le dispositif est conformé pour déclencher une alerte de vidange nécessaire dans ledit véhicule automobile.
- Ensemble moteur pour un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif de traitement (3) des gaz de combustion et un dispositif d'estimation selon la revendication 8.
- Véhicule automobile comprenant un ensemble moteur selon la revendication 9.
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