FR2971009A1 - Procede de determination de la teneur en alcool d'un nouveau melange de carburant dans un moteur a combustion interne d'un vehicule, et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de détermination de la teneur en alcool d'un mélange de carburants dans un moteur à combustion interne d'un véhicule susceptible d'être approvisionné successivement par deux types de carburant de composition prédéfinie dont l'un au moins contient un mélange d'essence et d'alcool, selon lequel, après l'introduction d'un volume d'un nouveau carburant dans un réservoir du véhicule contenant au préalable un volume d'un ancien mélange de carburants, on détermine le premier instant à partir duquel le nouveau mélange de carburants parvient, depuis le réservoir, au premier injecteur (i ). Après ce premier instant, dès la première période de régime stabilisé de fonctionnement du moteur suffisamment longue à cet effet, on détermine le sens d'une éventuelle variation de la richesse de combustion par rapport à une richesse préalablement mesurée. On en déduit le type de nouveau carburant introduit, et, en croisant cette information avec les volumes respectivement d'ancien et de nouveau carburant dans le réservoir, la teneur en alcool du nouveau mélange.

Description

La présente invention concerne un procédé de détermination de la teneur en alcool dans un mélange de carburants d'un moteur à combustion interne d'un véhicule dit à carburant modulable (VCM), ainsi qu'un dispositif pour la mise en ceuvre d'un tel procédé. On entend par VCM un véhicule pouvant fonctionner avec différents types de carburants de composition prédéterminée, constitués d'un mélange d'essence et d'alcool dans des proportions variables, L'invention concerne également un procédé de régulation du fonctionnement d'un tel moteur, mettant en ceuvre les étapes du procédé susmentionné de détermination de la teneur en alcool d'un mélange de carburants.
Le nombre de véhicules à carburant modulable en circulation est croissant. Les moteurs de ces véhicules sont généralement conçus en fonction de la zone géographique (pays, continent...) pour laquelle ils sont destinés. De manière générale, on trouve dans chaque zone géographique deux types principaux de carburants à destination de ces véhicules. Ainsi, par exemple, dans les pays européens, les deux types de carburant disponibles à la pompe sont l'essence et un carburant mixte comprenant une proportion d'éthanol comprise entre 7 et 85 % (noté E85 pour signifier que le carburant contient jusqu'à 15 % d'alcool), en fonction des pays. Dans d'autres pays, tels que le Brésil, les deux types de carburant disponibles sont mixtes et comportent respectivement environ 20 % (E20) et 100 % (E100) d'éthanol.
Le bon fonctionnement du moteur à combustion interne des véhicules à carburant modulable requiert une connaissance précise du taux d'alcool contenu dans le carburant qui est introduit dans le moteur par les injecteurs de carburants (par exemple). Ce taux d'alcool influe en effet sur les données stoechiométriques de la combustion, et la quantité de carburant injectée se doit d'en tenir compte. Une mauvaise estimation de ce taux entraîne notamment des dysfonctionnements du moteur tels que à-coups aux accélérations et aux décélérations, des risques de calage, l'impossibilité de démarrer, etc. Or la connaissance précise du taux d'alcool présent dans un carburant est rendue plus compliquée par le fait que le véhicule est approvisionné successivement par des carburants présentant des teneurs en alcool différentes. En effet, le nouveau carburant est introduit dans un réservoir à carburant du véhicule contenant déjà un certain volume d'ancien mélange de carburants dont la teneur en alcool est potentiellement différente de celle du nouveau carburant. Il existe à l'heure actuelle différents procédés d'estimation de la teneur en alcool d'un nouveau mélange de carburants parvenant au moteur à combustion interne des véhicules. Un premier procédé consiste à évaluer cette teneur en alcool au moyen d'un capteur spécifique, disposé en amont de la rampe d'injection du moteur dans le circuit de circulation du carburant. Ledit capteur fonctionne sur le principe de la mesure de la conductivité électrique du carburant. Cette conductivité électrique est variable en 10 fonction du taux d'alcool contenu dans le carburant. Un tel capteur est cependant relativement onéreux et son installation dans le véhicule implique par conséquent un surcoût de fabrication de ce dernier. Un autre procédé appliqué à l'heure actuelle consiste à mesurer la richesse de combustion au moyen d'un capteur spécifique tel qu'une sonde lambda, disposée 15 en aval d'un collecteur d'échappement du véhicule. La valeur de la richesse de combustion ainsi mesurée permet d'estimer la teneur en alcool du carburant. Le mode opératoire habituellement utilisé est le suivant. Les sondes lambda installées sont des sondes donnant un signal binaire (deux niveaux de sortie selon que le mélange gazeux analysé est au dessus 20 ou au dessous de la valeur de consigne) et non pas des sondes linéaires. Le signal de sortie binaire bascule donc d'un état à l'autre au cours du temps en fonction des valeurs mesurées. Ce battement du signal binaire de la sonde lambda est intégré sur une certaine période de temps par un calculateur afin de déterminer la richesse de combustion du mélange gazeux. Cette intégration met quelque temps à se stabiliser 25 en général (des valeurs de 5 à 10 secondes sont courantes). Une fois l'intégration stable, si les conditions de fonctionnement du moteur sont correctes (l'intégration étant perturbée par toute modification de la position de la pédale d'accélérateur qui va immanquablement générer une fluctuation du régime moteur), alors on détermine la variation de richesse de combustion. 30 Une fois la variation de richesse de combustion connue, on procède alors à une seconde intégration pour estimer le taux d'alcool. Cette seconde intégration est très longue en temps (environ 180 secondes). Tout comme la première intégration, cette seconde intégration destinée à estimer le taux d'alcool est perturbée, voire interrompue, par toute variation du régime moteur générée par un changement de position de la pédale d'accélérateur. La valeur estimée en est donc grandement affectée et sans une séquence de temps de 180 secondes à régime moteur stabilisé, ladite estimation est aléatoire. C'est cette séquence de temps de 180 secondes à régime moteur stabilisé que la présente invention se propose de supprimer. En effet, dans la pratique, et en particulier dans les cas d'utilisation du véhicule en ville (où le véhicule est soumis à des phases de ralentissement et d'accélération successives fréquentes) ou de conduite nerveuse ou sportive, une telle durée de régime moteur stabilisé n'est parfois obtenue qu'après plusieurs dizaines de minutes de fonctionnement, parfois bien après que le nouveau mélange de carburants formé dans le réservoir ait atteint les injecteurs. Dans l'intervalle, le moteur est par conséquent susceptible d'être soumis à des dysfonctionnements, tels que ceux mentionnés ci-avant. La présente invention vise à remédier aux inconvénients des procédés existants pour la détermination de la teneur en alcool d'un nouveau mélange de carburants dans un moteur à combustion interne d'un véhicule à carburant modulable, notamment aux inconvénients présentés ci-avant, en proposant un procédé qui permette de déterminer la teneur en alcool du nouveau mélange de carburants rapidement, de sorte à limiter, voire supprimer, les dysfonctionnements du moteur provoqués par l'introduction dans le réservoir d'un carburant dont la teneur en alcool est différente de celle du carburant déjà présent. L'invention vise également à ce que ce procédé soit associé à un faible surcoût de fabrication des véhicules équipés des moyens permettant sa mise en oeuvre. A cet effet, il est proposé selon la présente invention un procédé de détermination de la teneur en alcool d'un mélange de carburants dans un moteur à combustion interne d'un véhicule susceptible d'être approvisionné successivement en carburant par deux types de carburant de composition prédéfinie dont l'un au moins contient un mélange d'essence et d'alcool. Ce moteur est du type comportant, de façon classique en elle-même, une pluralité d'injecteurs alimentés en carburant depuis une rampe d'injection. Le mélange de carburants est obtenu par introduction d'un nouveau carburant dans un réservoir à carburant du véhicule contenant préalablement un ancien mélange de carburants. Selon ce procédé : a) Préalablement à l'étape d'introduction d'un volume de nouveau carburant dans le réservoir, on estime le volume de l'ancien mélange de carburants dans le réservoir et la teneur en -alcool de l'ancien mélange de carburants, dite teneur en alcool initiale. Après cette étape d'introduction, on estime le volume de nouveau carburant introduit dans le réservoir. c) Après le démarrage du moteur subséquent à ladite introduction, on détermine le premier instant à partir duquel le mélange de nouveau carburant et d'ancien mélange de carburants parvient, depuis le réservoir, au premier injecteur. d) Après ledit premier instant, on examine dès la première période de régime 10 stabilisé de fonctionnement du moteur suffisamment longue à cet effet si la richesse de combustion varie par rapport à une mesure de richesse relevée préalablement audit premier instant. L'observation d'une variation de richesse témoigne du fait que le nouveau carburant introduit dans le réservoir présente une teneur en alcool différente de celle de l'ancien mélange de carburants. Dans 15 l'affirmative, on détermine le sens de variation de ladite richesse. On déduit du sens de variation de richesse ainsi déterminé, et de la teneur en alcool initiale, le type du nouveau carburant introduit dans le réservoir. f) Et on calcule à partir de l'information sur le type de nouveau carburant ainsi déduite, et des valeurs de volume respectivement d'ancien mélange de 20 carburants et de nouveau carburant dans le réservoir, la teneur en alcool dite finale du mélange de l'ancien mélange de carburants et du nouveau carburant. Un tel procédé selon la présente invention permet avantageusement de déterminer la teneur en alcool du nouveau mélange de carburants formé dans le réservoir très rapidement après le démarrage du véhicule subséquent à un nouveau 25 plein, et notamment beaucoup plus rapidement que par les procédés de l'art antérieur. Une telle rapidité est permise par le fait que le procédé selon l'invention exploite avantageusement une simple estimation du sens de la dérive de richesse de combustion imputable à la présence d'un nouveau mélange de carburants dans le moteur. II ne nécessite pas, contrairement aux procédés de l'art antérieur, une mesure 30 exacte d'une nouvelle richesse de combustion, mesure qui requiert une période de régime stabilisé de fonctionnement du moteur beaucoup plus longue pour obtenir un résultat suffisamment fiable pour pouvoir en tirer une information correcte en terme de teneur en alcool du nouveau mélange de carburants.
En outre, la présente invention permet de se dispenser d'un capteur de mesure spécifique de la teneur en alcool du carburant, ce qui contient les coûts. Dans des modes de mise en oeuvre préférés de l'invention, la période de régime stabilisé de fonctionnement du moteur est de durée comprise entre 10 et 20 secondes. Une durée aussi courte suffit avantageusement à obtenir une information fiable sur le sens d'une éventuelle variation de richesse de combustion induite par l'introduction d'un carburant d'un nouveau type dans le réservoir du véhicule, par rapport à une richesse de combustion associée à l'ancien mélange de carburants. Le croisement de cette information avec celle de la composition prédéfinie connue de chaque type de carburant susceptible d'avoir été introduit dans le réservoir du véhicule, puis avec celle du volume de nouveau carburant introduit, et celle du volume de l'ancien mélange de carburants qui y était déjà présent, permet, par des calculs simples, de déterminer la teneur en alcool du mélange de carburants ainsi obtenu. Cette teneur en alcool peut en outre avantageusement être déterminée très tôt après le démarrage, dès que le nouveau mélange de carburants est parvenu au premier injecteur (instant appelé également `premier instant' dans le présent texte), et dès la première période de régime stabilisé d'environ 10 à 20 secondes subséquente. Dans la pratique, une telle période de régime stabilisé d'environ 10 secondes est susceptible d'intervenir très rapidement après le premier instant, avant même que le nouveau mélange de carburants soit parvenu au deuxième injecteur. Le procédé selon l'invention est en outre avantageusement susceptible d'être mis en oeuvre par des moyens déjà installés de façon classique en elle-même sur le véhicule, si bien que le surcoût associé à sa mise en ceuvre est faible. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comporte ainsi un capteur de mesure de richesse de combustion et des moyens configurés pour mettre en oeuvre les étapes a) à f) décrits précédemment. En particulier, la richesse de combustion est de préférence estimée au moyen d'une sonde lambda classique en elle-même, disposée en aval d'un collecteur d'échappement du véhicule.
Les volumes respectifs d'ancien mélange de carburants présent dans le réservoir et de nouveau carburant qui y est introduit peuvent être estimés au moyen d'un détecteur du niveau de carburant dans le réservoir, équipant également les véhicules existant de façon courante. La teneur en en alcool de l'ancien mélange de carburants peut être
6 déterminée par des méthodes usuelles, notamment à partir d'une mesure de richesse relevée en fonctionnement du véhicule, préalablement à l'introduction du nouveau carburant. Cette mesure de richesse préalable peut également être utilisée comme comparatif afin de déterminer ultérieurement le sens de la variation de richesse attribuable au nouveau carburant introduit dans le réservoir. Les différentes étapes de calcul et de mémorisation des informations sont de préférence effectuées par le calculateur moteur du véhicule. Ce calculateur moteur est de préférence du type ordinateur programmé, comportant au moins un microprocesseur, et des moyens de mémorisation (disque dur magnétique, mémoire dite `flash', disque optique, etc.) dans lesquels est mémorisé un programme d'ordinateur, sous la forme d'un ensemble d'instructions de code de programme à exécuter pour mettre en oeuvre les différentes étapes de calcul du procédé de détermination de la teneur en alcool du nouveau mélange de carburants selon l'invention. Suivant certains modes de réalisation, le dispositif de calcul comporte également un ou des circuits intégrés spécialisés, de type FPGA (pour « Field Programmable Gate Array » en anglais, soit un réseau de portes programmables in situ), CPLD (pour « Complex Programmable Logic Device » en anglais, soit un circuit logique complexe programmable), etc., adaptés à mettre en oeuvre tout ou partie des étapes de calcul du procédé.
Selon des modes de mise en ceuvre préférés de l'invention, la détermination de l'instant auquel le mélange d'ancien mélange de carburants et de nouveau carburant parvient, depuis le réservoir, à un injecteur donné, est obtenue par une modélisation du transfert de carburant depuis le réservoir jusqu'à cet injecteur. Le modèle de calcul utilisé tient notamment compte, pour chaque véhicule donné, d'une part de paramètres structurels fixes, tels que les dimensions du circuit de carburant entre le réservoir et l'injecteur, et d'autre part de paramètres de fonctionnement variables, tels que la consommation en carburant de chaque injecteur du véhicule. Ainsi, selon l'invention, un modèle de calcul du temps mis par le nouveau mélange de carburants pour parvenir depuis le réservoir jusqu'à un injecteur donné d'un moteur à combustion interne comportant une pluralité d'injecteurs, contient une première et une deuxième composantes. La première composante, notée Tbp, pour exprimer le temps de transfert du carburant associé à la pompe basse pression du véhicule, c'est-à-dire le temps de transfert du carburant de l'entrée de la pompe à la sortie en pression du régulateur 2971009 basse pression, s'estime par l'équation : Tbp = Vcircuit / Qp, où Qp est le débit de la pompe sous la pression de fonctionnement, et 5 Vcircuit est le volume de carburant présent entre l'entrée de la pompe et la sortie du régulateur. En particulier, QP est une constante associée à la pompe particulière mise en ceuvre. La deuxième composante, notée Tm, pour exprimer le temps de transfert 10 du carburant entre la sortie du régulateur et la sortie vers le premier injecteur, s'estime par l'équation : Tcm, = Vrampe, / somme (Qi, + Qi2 + ... + Qix) où Vrampe, est la somme du volume de carburant entre le régulateur de pression et 15 l'entrée de la rampe d'injection, d'une part, et du volume de carburant dans la rampe d'injection en amont. du premier injecteur, d'autre part, Qi, est le débit de consommation du moteur au niveau du premier injecteur, Qi2 est le débit de consommation du moteur au niveau du deuxième injecteur atteint par le carburant, etc. 20 Le temps mis par le nouveau mélange de carburants pour parvenir depuis la sortie de l'injecteur i,,_, jusqu'à la sortie de l'injecteur in d'un moteur à combustion interne comportant une pluralité d'injecteurs i, à ix, peut être estimé quant à lui par le modèle de calcul Tcm,, = Vrampe / somme (Qin + Qin+, + ... + Qix) 25 où Vrampe,, est le volume de carburant dans la rampe d'injection entre la sortie vers l'injecteur i,,_, et la sortie vers l'injecteur in, Qin est le débit de consommation du moteur au niveau de l'injecteur i Qin+, est le débit de consommation du moteur au niveau de l'injecteur in+,, etc. 30 Un autre aspect de l'invention est un procédé de régulation du fonctionnement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule susceptible d'être approvisionné successivement en carburant par deux types de carburant de composition prédéfinie, dont l'un au moins contient un mélange d'essence et d'alcool, ce moteur comportant une pluralité d'injecteurs alimentés en carburant depuis une rampe d'injection. Ce procédé se caractérise en ce que, pour chaque nouvelle introduction d'un nouveau carburant dans un réservoir à carburant du véhicule contenant préalablement un ancien mélange de carburants, conduisant à la formation dans le réservoir d'un nouveau mélange de carburants : - on applique le procédé de détermination de la teneur en alcool du nouveau mélange de carburants selon l'invention, tel que décrit ci-avant, de sorte à déterminer la teneur en alcool dite finale du mélange formé par l'ancien mélange de carburants et le nouveau carburant, - en parallèle, après le démarrage du moteur subséquent à ladite introduction, pour chaque injecteur, on détermine l'instant à partir duquel le mélange d'ancien mélange de carburants et de nouveau carburant parvient depuis le réservoir audit injecteur, et, dès la teneur en alcool finale du nouveau mélange de carburants déterminée, pour chaque injecteur dans lequel on estime que le nouveau mélange de carburants est déjà parvenu, on applique un correctif de la quantité de carburant injectée tenant compte de cette teneur en alcool finale. Le correctif adéquat est déterminé par des calculs classiques, du ressort de l'homme du métier. Ainsi, dès que la teneur en alcool du nouveau mélange en carburant est déterminée, c'est-à-dire, comme il a été expliqué ci-avant, très rapidement après que ce nouveau mélange est parvenu au premier injecteur, ce procédé assure avantageusement qu'un correctif du temps d'injection, par exemple, soit appliqué à chaque injecteur déjà en présence du nouveau mélange. Ce correctif peut s'accompagner d'autres actions liées au contrôle moteur, telle que la modification de l'avance à l'allumage par exemple. Dans des modes de mise en oeuvre préférés de l'invention, pour chaque injecteur dans lequel on estime que ledit mélange de carburants n'est pas encore parvenu lorsque la teneur en alcool finale du nouveau mélange de carburants est déterminée, on applique ledit correctif à partir de l'instant correspondant.
9 Selon le procédé de l'invention, un correctif d'injection, par exemple, tenant compte de la valeur de la teneur en alcool du nouveau mélange de carburants est par conséquent appliqué injecteur par injecteur, dès que cette valeur est connue ou dès que le nouveau mélange y parvient, selon les casa En cela, le procédé de régulation du fonctionnement d'un moteur selon l'invention s'avère bien plus avantageux que les procédés proposés par l'art antérieur, qui ne font rien d'autre que d'appliquer simultanément le même correctif d'injection à l'ensemble des injecteurs, sans faire de différence entre les uns et les autres, et la plupart du temps alors que le nouveau mélange de carburants est déjà parvenu à tous les injecteurs depuis plusieurs minutes. Au contraire, le procédé selon l'invention assure que la richesse de combustion soit corrigée cylindre par cylindre, quasiment dés que le nouveau mélange de carburants parvient à l'injecteur associé. Un aspect supplémentaire de l'invention est un dispositif pour la mise en ceuvre du procédé de régulation du fonctionnement d'un moteur tel que décrit ci-avant, qui, outre les composants du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de détermination de la teneur en alcool du nouveau mélange de carburants présentés ci-dessus, comporte des moyens aptes à calculer une correctif d'injection en fonction de la teneur en alcool du mélange, et à appliquer ledit correctif à chaque injecteur à l'instant approprié comme défini ci-avant.
L'invention sera maintenant plus précisément décrite dans le cadre de modes de mise en oeuvre préférés, qui n'en sont nullement limitatifs, représentés sur les figures 1 et 2, dans lesquelles : la figure 1 représente de façon schématique un circuit de carburant entre la sortie d'un réservoir à carburant et les injecteurs d'un véhicule à moteur à combustion interne ; et la figure 2 montre un exemple de diagramme illustrant le transfert de carburant dans le circuit de la figure 1 en fonction du temps. Un circuit à carburant classique d'un véhicule à moteur à combustion interne à carburant modulable comporte, comme illustré sur la figure 1, une première partie 10 dans laquelle la circulation du carburant est contrôlée par une pompe basse pression 11, et une deuxième partie 20 dans laquelle cette circulation est gouvernée par la consommation d'un moteur. Ces deux parties sont artificiellement représentées séparées l'une de l'autre, pour les besoins de compréhension de la figure, par une ligne de démarcation 30.
La première partie 10 comporte, outre la pompe basse pression 11, des constituants classiques en eux-mêmes tels qu'un filtre 12 et un régulateur de basse pression 13. Le sens de circulation du carburant dans le circuit est illustré par des flèches 31. Depuis le réservoir à carburant, qui n'est pas représenté sur la figure, le carburant est entraîné par la pompe basse pression 11, à travers le filtre 12 puis le régulateur 13, d'où il est ensuite amené, dans une tuyauterie 21, jusqu'à la rampe d'injection 22. La rampe d'injection alimente en carburant une pluralité d'injecteurs. Dans-un mode de réalisation particulier représenté à titre illustratif sur la figure, les injecteurs sont au nombre de 4, notés i, à i4. La présente invention ne se limite cependant pas à un tel nombre d'injecteurs. Depuis la rampe d'injection, les injecteurs, qui y sont connectés en parallèle, sont alimentés successivement, par l'intermédiaire de tuyauteries de connexion 23.
Ainsi, lorsqu'un nouveau mélange de carburants parvient à la rampe d'injection 22, à une extrémité 24 de cette dernière reliée à la tuyauterie 21 d'amenée du carburant, il est tout d'abord amené jusqu'à l'injecteur i, disposé en première place après cette extrémité 24. Le mélange parvient ensuite, de façon décalée dans le temps, au deuxième injecteur i2, puis au troisième injecteur i3, et enfin au quatrième injecteur i4. L'instant t4 auquel le nouveau mélange de carburants parvient au dernier injecteur i4 est en général décalé de 2 à 3 minutes par rapport à l'instant t, auquel il parvient au premier injecteur i,. Selon un mode de mise en ceuvre d'un procédé de détermination de la teneur en alcool d'un nouveau mélange de carburants dans un moteur à combustion interne, le transfert de carburant depuis le réservoir à carburant du véhicule, jusqu'à chacun des injecteurs i, à i4, peut être modélisé à partir des équations suivantes : - Temps de transfert Tbp du carburant de l'entrée de la pompe 11 à la sortie en pression du régulateur 13 : Tbp = Vcircuit / Qp où Qp est le débit de la pompe 11 sous la pression de fonctionnement et Vcircuit est le volume de carburant présent entre l'entrée de la pompe 11 et la sortie du régulateur 13, Temps de transfert du carburant entre la sortie du régulateur 13 et la 29710.09 sortie vers l'injecteur i, : Tcm, = Vrampe, / somme (Qi, + Qi2 + Qi3 + Qi4) où Vrampe, est la somme du volume de carburant entre le régulateur 13 et la rampe d'injection 22 et du volume de carburant dans la rampe d'injection en amont de la sortie vers l'injecteur i,, Qi, est le débit de consommation du moteur au niveau de l'injecteur i,, Qi2 est le débit de consommation du moteur au niveau de l'injecteur i2, etc., - Temps de transfert du carburant entre la sortie vers l'injecteur i, et la sortie vers l'injecteur i2 : 10 Tcm2 = Vrampe2 / somme (Qi2 + Qi3 + Qi4) où Vrampe2 est le volume de carburant dans la rampe d'injection entre la sortie vers l'injecteur i, et la sortie vers l'injecteur i2, Qi2 est le débit de consommation du moteur au niveau de l'injecteur i2, Qi3 est le débit de consommation du moteur au niveau de l'injecteur i3, etc., 15 - Temps de transfert du carburant entre la sortie vers l'injecteur i2 et la sortie vers l'injecteur i3 : Tcm3 = Vrampe3 / somme (Qi3 + Qi4) où Vrampe3 est le volume de carburant dans la rampe d'injection entre la sortie vers l'injecteur i2 et la sortie vers l'injecteur i3, Qi3 est le débit de consommation 20 du moteur au niveau de l'injecteur i3 et Qi4 est le débit de consommation du moteur au niveau de l'injecteur i4, - Temps de transfert du carburant entre la sortie vers l'injecteur i3 et la sortie vers l'injecteur i4 : Tcm4 = Vrampe4 / Qia 25 où Vrampe4 est le volume de carburant dans la rampe d'injection entre la sortie vers l'injecteur i3 et la sortie vers l'injecteur i4 et Qi4 est le débit de consommation du moteur au niveau de l'injecteur i4. Ces différents volumes sont illustrés schématiquement sur la figure 1. Ainsi, à partir du réservoir, l'instant t, (également appelé `premier instant' 30 dans le présent texte) auquel un nouveau mélange de carburants formé dans le réservoir parvient à l'injecteur est atteint après un temps égal à Tbp + Tcm,. 11 L'instant t2 auquel un nouveau mélange de carburants formé dans le réservoir parvient à l'injecteur i2, est atteint après un temps égal à Tbp +Tcm, + Tcm2, etc. Le temps de transfert du carburant dans les tuyauteries 23 est de préférence quant à lui considéré comme étant négligeable.
Ces différents temps de transfert et instants tri auxquels le nouveau mélange de carburants parvient à un injecteur donné in, où n est égal à 1, 2, 3 ou 4, sont illustrés sur le diagramme de la figure 2. Sur ce diagramme, chaque instant tn où le nouveau mélange de carburants parvient à un nouvel injecteur in, est représenté par un décrochement sur la courbe de temps.
Le diagramme de la figure 2 correspond à un cas réel de conduite, pour un véhicule donné, de caractéristiques structurelles' fixes (Vcircuit et Vrampen, où n est égal à 1, 2, 3 ou 4) prédéterminées, pour des paramètres de fonctionnement donnés. A titre d'exemple, Tbp + Tcm, est égal à environ 269 secondes, Tcm2 à environ 19 secondes, Tcm3 à environ 56 secondes et Tcm4 environ 94 secondes.
Un exemple de mise en oeuvre d'un procédé de détermination de la teneur en alcool d'un nouveau mélange de carburants dans un moteur à combustion interne, conforme à la présente invention, sera décrit ci-après, avec des exemples de valeurs des différents paramètres choisis à titre uniquement illustratif, et nullement restrictifs de la présente invention.
Dans cet exemple, on considère que le véhicule est susceptible d'être approvisionné en carburant par deux types de carburant qui sont le E20, comportant une teneur en alcool de 20%, et le E100, comportant une teneur en alcool de 100 %. On part en outre de l'hypothèse que l'ancien mélange de carburants présent dans un réservoir à carburant du véhicule comporte une teneur en alcool de 61 %.
Cette teneur peut être évaluée, en préalable du procédé selon l'invention, de manière tout à fait classique en elle-même, par exemple par une mesure de richesse effectuée par une sonde lambda disposée en aval d'un collecteur d'échappement du véhicule. Une mesure de richesse représentative de cette teneur en alcool de 61 % est en outre mémorisée dans un calculateur moteur du véhicule.
Préalablement à l'introduction d'un nouveau carburant dans le réservoir, il est relevé et mémorisé une valeur du volume d'ancien mélange de carburants présent dans le réservoir, obtenue à partir d'une mesure de niveau de carburant dans le réservoir, par un capteur classique en lui-même disposé dans le réservoir. Ce volume est par exemple égal à 10 litres. Après l'introduction d'un volume de nouveau carburant dans le réservoir, on relève à nouveau le niveau de carburant dans le réservoir, et on en déduit, par des calculs simples à la portée de l'homme du métier, le volume de nouveau carburant introduit. Ce volume est par exemple égal à 4,26 litres. Il se forme dans le réservoir un nouveau mélange d'ancien mélange de carburants et de nouveau carburant, dont le présent procédé vise à déterminer la teneur en alcool. Après le démarrage du moteur subséquent à l'introduction du nouveau carburant dans le réservoir, on détermine, au moyen du modèle décrit ci-dessus, l'instant t, auquel le nouveau mélange parvient au premier injecteur i,. Cet instant t, est schématisé sur le diagramme de la figure 2 par un premier décrochement. A compter de cet instant, on patiente jusqu'à observer une période de régime stabilisé de fonctionnement du moteur comprise entre 10 et 20 s, suffisamment longue pour pouvoir obtenir une estimation d'un sens de dérive de richesse de combustion. A titre d'exemple, une telle détermination peut être réalisée avant l'instant t2 auquel le nouveau mélange de carburants parvient au deuxième injecteur i2. On obtient une mesure de richesse correspondant à une teneur d'alcool théorique de 67 %. Cette mesure n'est pas fiable, car réalisée sur une période de régime stabilisé trop courte à cet effet, mais elle donne néanmoins une indication sur le sens de variation de richesse de combustion, qui est croissant, et qui témoigne par conséquent du fait que le nouveau carburant comprend une teneur en alcool supérieure à celle de l'ancien mélange de carburants. Le procédé selon l'invention exploite avantageusement cette information, en la croisant avec d'autres informations directement disponibles. Ainsi, il est déduit que le nouveau carburant est de l'E100. En croisant cette information avec les volumes respectifs d'ancien mélange de carburants et de nouveau carburant dans le réservoir, il est alors déterminé que la teneur en alcool du nouveau mélange de carburants est égale à 87 %.
Cette teneur en alcool est ainsi avantageusement déterminée très tôt après que le nouveau mélange de carburants soit parvenu au premier injecteur et souvent avant même qu'il soit parvenu au deuxième injecteur i2. L'ensemble de ces étapes de calcul et de mémorisation est de préférence 13 mis en oeuvre par le calculateur moteur du véhicule, qui ne nécessite que de simples adaptations logicielles par rapport aux calculateurs préexistants sur les véhicules. Un procédé plus global de régulation du fonctionnement d'un moteur selon l'invention met en oeuvre les étapes ci-avant pour la détermination de la teneur en alcool du nouveau carburant. Il y ajoute la détermination, réalisée en parallèle, de l'instant tri auquel le mélange de carburants arrive à chaque injecteur in donné. Ceci est réalisé au moyen du modèle de transfert de carburant décrit ci-avant. Ainsi, à chaque instant t donné, on peut déterminer, en fonction de la quantité de carburant injecté, si le nouveau mélange 10 de carburants est ou non parvenu à un injecteur in donné. Dès la teneur en alcool déterminée, il est appliqué, pour chaque injecteur auquel on estime que le nouveau mélange est parvenu, un correctif de la quantité de carburant injectée. Ce correctif est déterminé, de façon classique en elle-même pour l'homme du métier, en fonction de la teneur en alcool du mélange.
15 Pour chaque injecteur in auquel le nouveau mélange de carburants n'est pas encore parvenu, ce même correctif est appliqué à partir de l'instant tn correspondant. Le correctif est ainsi avantageusement appliqué injecteur par injecteur, à l'instant le plus adéquat pour chacun, en fonction du moment où la teneur en alcool du nouveau mélange a pu être déterminée, ce qui, comme il a été exposé plus haut dans 20 la présente description, est très rapide. On limite de ce fait les risques de dysfonctionnement du moteur dans la période suivant l'introduction d'un nouveau carburant dans le réservoir. La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu'elle 25 s'était fixés. En particulier, elle fournit un procédé de détermination de la teneur en alcool d'un nouveau mélange de carburants dans un moteur à combustion interne d'un véhicule à carburant modulable, ainsi qu'un procédé plus global de régulation du fonctionnement d'un tel moteur, qui sont rapides à mettre en oeuvre et dont l'implémentation ne requiert que très peu de modifications des systèmes actuels 30 installés sur les véhicules, ces modifications étant qui plus est principalement du type logiciel (pas d'utilisation d'un capteur de mesure du taux d'alcool coûteux ici). La mise en oeuvre de ces procédés n'est par conséquent associée qu'à un faible coût additionnel. Ces procédés selon l'invention permettent d'éviter, voire de supprimer, les risques ponctuels de dysfonctionnement du moteur provoqués par l'introduction dans le réservoir du véhicule d'un carburant dont la teneur en alcool est différente de la teneur en alcool du carburant qui s'y trouvait déjà. En outre, l'invention s'adapte facilement à chaque cas de figure de carburants utilisés dans une zone géographique donnée puisqu'elle est susceptible de s'appliquer à tout type de mélange de carburant d'alcool et d'essence, en allant de l'essence pure (EO) à l'alcool pur (E100).

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS, 1. Procédé de détermination de la teneur en alcool d'un mélange de carburants dans un moteur à combustion interne d'un véhicule susceptible d'être approvisionné successivement en carburant par deux types de carburant (C, ; C2) de composition prédéfinie, dont l'un au moins contient un mélange d'essence et d'alcool, ledit moteur comportant une pluralité d'injecteurs (i, ; ix) alimentés en carburant depuis une rampe d'injection, et ledit mélange de carburants étant obtenu par introduction d'un nouveau carburant dans un réservoir à carburant du véhicule contenant préalablement un ancien mélange de carburants, selon lequel : a) préalablement à l'étape d'introduction d'un volume de nouveau carburant dans ledit réservoir, on estime le volume de l'ancien mélange de carburants dans le réservoir et la teneur en alcool dudit ancien mélange de carburants, dite teneur en alcool initiale, b) après ladite introduction, on estime le volume de nouveau carburant introduit dans ledit réservoir, c) après le démarrage du moteur subséquent à ladite introduction, on détermine le premier instant (t,) à partir duquel le mélange d'ancien mélange de carburants et de nouveau carburant parvient, depuis le réservoir, au premier injecteur (i,), d) après ledit premier instant (t,), on examine dès la première période de régime stabilisé de fonctionnement du moteur suffisamment longue à cet effet si la richesse de combustion varie par rapport à une mesure de richesse relevée préalablement à l'instant (t,), et dans l'affirmative on détermine le sens de variation de ladite richesse, e) on déduit du sens de variation de richesse ainsi déterminé, et de la teneur en alcool initiale, le type du nouveau carburant introduit dans le réservoir, f) et on calcule à partir de l'information sur le type de nouveau carburant ainsi déduite, et des valeurs de volume respectivement d'ancien mélange de carburants et de nouveau carburant dans le réservoir, la teneur en alcool dite finale du mélange de l'ancien mélange de carburants et du nouveau carburant.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite période de régime stabilisé de fonctionnement du moteur est comprise entre 10 et 20 secondes. 17
  3. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la mesure de richesse est réalisée au moyen d'une sonde lambda disposée en aval d'un collecteur d'échappement du véhicule.
  4. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de mesure de richesse de combustion et des moyens configurés pour mettre en oeuvre les étapes a) à f).
  5. 5. Procédé de régulation du fonctionnement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule susceptible d'être approvisionné successivement en carburant par deux types de carburant (C, ; C2) de composition prédéfinie, dont l'un au moins contient un mélange d'essence et d'alcool, ledit moteur comportant une pluralité d'injecteurs (i, ; ix) alimentés en carburant depuis une rampe d'injection, caractérisé en ce que, pour chaque nouvelle introduction d'un nouveau carburant dans un réservoir à carburant du véhicule contenant préalablement un ancien mélange de carburants, formant un nouveau mélange de carburants dans ledit réservoir - on applique le procédé de détermination de la teneur en alcool du nouveau mélange de carburants selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, de sorte à déterminer la teneur en alcool dite finale du mélange de l'ancien mélange de carburants et du nouveau carburant, - en parallèle, après le démarrage du moteur subséquent à ladite introduction, pour chaque injecteur (in), on détermine l'instant (tn) à partir duquel le mélange d'ancien mélange de carburants et de nouveau carburant parvient, depuis le réservoir, audit injecteur (in), et, dès la teneur en alcool finale du nouveau mélange de carburants déterminée, pour chaque injecteur dans lequel on estime que ledit mélange de carburants est déjà parvenu, on applique un correctif de la quantité de carburant injectée tenant compte de ladite teneur en alcool finale.
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que pour chaque injecteur (in) dans lequel on estime que ledit mélange de carburants n'est pas encore parvenu lorsque la teneur en alcool finale du nouveau mélange de carburants est déterminée, on applique ledit correctif à partir de l'instant (tn) correspondant.
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