EP3336324A1 - Système de contrôle d'un circuit de lubrification d'un moteur comprenant un réservoir tampon - Google Patents

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EP3336324A1
EP3336324A1 EP17191618.2A EP17191618A EP3336324A1 EP 3336324 A1 EP3336324 A1 EP 3336324A1 EP 17191618 A EP17191618 A EP 17191618A EP 3336324 A1 EP3336324 A1 EP 3336324A1
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oil
engine
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computer
control output
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Jean-Pierre Millon
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Renault SAS
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    • F01M1/00Pressure lubrication
    • F01M1/16Controlling lubricant pressure or quantity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M11/00Component parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M9/00
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    • F01M11/061Means for keeping lubricant level constant
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    • F01M2011/0095Supplementary oil tank

Definitions

  • the invention relates to a system for controlling a lubrication circuit of an engine comprising a buffer tank.
  • Oil wear in an engine lubrication system is a significant problem since the introduction of new standards. Currently these have a strong impact on dilution, oxidation, and levels of carbonaceous material.
  • a buffer tank has been integrated in said lubrication circuit, at a high oil pressure zone.
  • the supply and the oil outlets of said buffer tank may be unmanned, or controlled by active or passive systems, the gains and benefits obtained by these different solutions being variable depending on the needs.
  • the presence of this buffer tank makes it possible to relocate part of the quantity of oil to be shipped out of the wet sump area and these constraints (at the most: loss of performance, ventilation, PCI, at least: planing, aeration, wear and tear). Oil / Consumable Volume: Consumption vs. Drainage Interval).
  • the inlet nozzle section must be larger than the outlet one to fill the buffer tank volume.
  • the buffer tank serves as an adjustment variable to the amount of oil that must flow in the crankcase of the lubrication circuit, depending on the engine oil requirements during different phases of use thereof, as for example, a long stop of the vehicle, a start phase, a driving phase ...
  • a control system of a lubrication circuit of an engine according to the invention makes it possible to facilitate the control of the two solenoid valves while overcoming the disadvantages noted in the state of the art.
  • the subject of the invention is a system for controlling a lubrication circuit of a vehicle engine comprising a computer, an inlet solenoid valve and an outlet solenoid valve, said circuit comprising a housing and a buffer tank, whose inputs of oil are controlled by said inlet solenoid valve and whose oil outlets are controlled by said outlet solenoid valve.
  • the main characteristic of a control system according to the invention is that the inlet solenoid valve and the outlet solenoid valve are controlled by the computer at one and the same control output, capable of providing differential control. said two solenoid valves.
  • the inlet valve and the outlet valve are controlled by a single control output of the computer.
  • a control system according to the invention is found simplified compared to those involving two control outputs for controlling said two valves, and thus reduces the risk of malfunction by having only one control output to manage instead of two.
  • the inlet valve and the outlet valve are placed on either side of the buffer tank. When the control output is activated it places the inlet valve always in the same configuration and the outlet valve always in the same configuration.
  • the buffer tank allows to adjust the quantity oil in the housing to lubricate the engine, so as to delay its wear and to space the phases of its renewal by emptying.
  • the buffer tank makes it possible to use the oil present in the lubrication circuit, ingeniously so as to delay its wear.
  • the inlet solenoid valve is passing and the outlet solenoid valve is non-conducting, and when the control output of the computer is activated, the inlet solenoid valve is made non-conducting and the solenoid valve output is made busy.
  • the volume of the buffer tank is between 1 liter and 3 liters.
  • the oil contained in the tank serves as a supplement to the oil contained in the crankcase.
  • Another subject of the invention is a method of using a system according to the invention, before the engine starts the vehicle after a long period of stopping.
  • the first predetermined threshold minimum level includes a safety margin.
  • the second predetermined threshold minimum level incorporates a safety margin. Before starting the engine, it is assumed that the static oil level is higher than the first predetermined minimum threshold.
  • the lubrication circuit having no particular function, a portion of the oil in the housing is conveyed to the buffer tank.
  • a control system according to the invention has the advantage of being simple to manage insofar as the control phases of the inlet valve and the outlet valve are simple and fast to drive.
  • a control system according to the invention has the advantage of reducing the risk of malfunction by implementing a single control output instead of two usually.
  • such a control system has the advantage of releasing a control output of the computer which can then be used for other functions.
  • a lubrication circuit 1 of a thermal engine 2 comprises a housing 3 adapted to receive oil to lubricate said engine 2 and a control system according to the invention.
  • This control system comprises a buffer tank 4, an inlet solenoid valve, an outlet solenoid valve, and a computer adapted to drive said two valves.
  • the two solenoid valves are placed on either side of the buffer tank 4, and are controlled by a single control output of said computer. In this way, when the common control output of the computer is not activated, the inlet solenoid valve is on and the output solenoid valve is non-conducting. When said common output is activated, the inlet solenoid valve becomes non-conducting and the outlet solenoid valve becomes conductive.
  • the common output of the computer provides differential control of said two solenoid valves.
  • the buffer tank 4 which has a capacity of between 1 liter and 3 liters, thus makes it possible to store a quantity of make-up oil which can be used to supplement the quantity of oil located in the casing 3. Similarly, if the oil was in excess in the case 3 compared to a need related to the use phase of the engine 2, a fraction of it can then be routed to the buffer tank 4.

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Abstract

L'invention se rapporte à un système de contrôle d'un circuit de lubrification (1) d'un moteur (2) de véhicule comprenant un calculateur, une électrovanne d'entrée et une électrovanne de sortie, ledit circuit (1) comprenant un carter (3) et un réservoir tampon (4), dont les entrées d'huile sont pilotées par ladite électrovanne d'entrée et dont les sorties d'huile sont pilotées par ladite électrovanne de sortie. La principale caractéristique d'un système de contrôle selon l'invention est que l'électrovanne d'entrée et l'électrovanne de sortie sont pilotées par le calculateur au niveau d'une seule et même sortie de commande, apte à assurer un pilotage différentiel desdites deux électrovannes.

Description

  • L'invention se rapporte à un système de contrôle d'un circuit de lubrification d'un moteur comprenant un réservoir tampon.
  • L'usure d'huile dans un circuit de lubrification d'un moteur, est un problème important depuis l'arrivée de nouvelles normes. Actuellement celles-ci impactent fortement la dilution, l'oxydation, et les taux de matières charbonneuses.
  • La réduction des frottements réduit la consommation d'huile.
  • Hormis l'optimisation de la combustion, on peut optimiser l'impact de ces systèmes de combustion par l'augmentation du volume d'huile (mini & maxi).
  • Une consommation d'huile en augmentation réduit l'intervalle entre deux vidanges successives.
  • Afin de pouvoir mieux gérer la consommation d'huile dans un circuit de lubrification d'un moteur, un réservoir tampon a été intégré dans ledit circuit de lubrification, au niveau d'une zone haute pression d'huile.
  • L'alimentation et les sorties d'huile dudit réservoir tampon peuvent être non pilotées, ou pilotées par des systèmes actifs ou passifs, les gains et avantages obtenus par ces différentes solutions étant variables en fonction des besoins. La présence de ce réservoir tampon permet de délocaliser une partie de la quantité d'huile à embarquer hors de la zone carter humide et de ces contraintes (au maximum : perte de performance, aération, PCI ; au minimum : déjaugeage, aération, usure d'huile / Volume de consommable : Consommation versus intervalle de vidange).
  • Dans tous les cas, la section d'ajutage d'entrée doit être supérieure à celle de sortie pour que le volume du réservoir tampon se remplisse.
  • Le réservoir tampon sert de variable d'ajustement à la quantité d'huile devant circuler dans le carter du circuit de lubrification, en fonction des besoins en huile du moteur lors de différentes phases d'utilisation de celui-ci, comme par exemple, un arrêt longue durée du véhicule, une phase de démarrage, une phase de roulage ...
  • Actuellement les actions de remplir et/ou de désemplir le réservoir d'huile tampon à un instant donné, sont pilotées par une électrovanne d'entrée et une électrovanne de sortie, qui sont commandées de façon indépendante par deux sorties différentes au niveau d'un calculateur embarqué. Or, un tel pilotage mobilise deux sorties sur le calculateur, multipliant ainsi les risques d'erreurs sur le fonctionnement des deux électrovannes, et nécessitant donc un timing d'utilisation précis entre lesdites deux électrovannes.
  • Un système de contrôle d'un circuit de lubrification d'un moteur selon l'invention, permet de faciliter le pilotage des deux électrovannes en s'affranchissant des inconvénients relevés dans l'état de la technique.
  • L'invention a pour objet un système de contrôle d'un circuit de lubrification d'un moteur de véhicule comprenant un calculateur, une électrovanne d'entrée et une électrovanne de sortie, ledit circuit comprenant un carter et un réservoir tampon, dont les entrées d'huile sont pilotées par ladite électrovanne d'entrée et dont les sorties d'huile sont pilotées par ladite électrovanne de sortie.
  • La principale caractéristique d'un système de contrôle selon l'invention est que l'électrovanne d'entrée et l'électrovanne de sortie sont pilotées par le calculateur au niveau d'une seule et même sortie de commande, apte à assurer un pilotage différentiel desdites deux électrovannes. Autrement dit, la vanne d'entrée et la vanne de sortie sont pilotée par une sortie de commande unique du calculateur. Un système de contrôle selon l'invention se retrouve simplifié par rapport à ceux impliquant deux sorties de commande pour piloter lesdites deux vannes, et réduit ainsi les risques de dysfonctionnement en ayant qu'une seule sortie de commande à gérer au lieu de deux. La vanne d'entrée et la vanne de sortie sont placées de part et d'autre du réservoir tampon. Lorsque la sortie de commande est activée elle place la vanne d'entrée toujours dans la même configuration et la vanne de sortie toujours dans la même configuration. Le réservoir tampon permet d'ajuster la quantité d'huile présente dans le carter pour lubrifier le moteur, de manière à retarder son usure et à espacer les phases de son renouvellement par vidange. Le réservoir tampon permet d'utiliser l'huile présente dans le circuit de lubrification, de façon ingénieuse de manière notamment à retarder son usure.
  • Avantageusement, par défaut, l'électrovanne d'entrée est passante et l'électrovanne de sortie est non passante, et lorsque la sortie de commande de l'ordinateur est activée, l'électrovanne d'entrée est rendue non passante et l'électrovanne de sortie est rendue passante.
  • De façon préférentielle, le volume du réservoir tampon est compris entre 1 litre et 3 litres. L'huile contenue dans le réservoir sert d'appoint à l'huile contenue dans le carter.
  • L'invention a pour autre objet un procédé d'utilisation d'un système conforme à l'invention, avant le démarrage moteur du véhicule après une longue période d'arrêt.
  • La principale caractéristique d'un procédé selon l'invention, est qu'il comprend les étapes suivantes,
    • Une étape de détermination du niveau d'huile en statique dans le carter,
    • Une étape d'activation de la sortie de commande du calculateur de manière à alimenter le carter avec de l'huile en provenance du réservoir tampon, si le niveau d'huile déterminé à l'étape précédente est inférieur à un premier niveau minimum seuil.
  • Lors de cette phase d'utilisation, le moteur est à l'arrêt, le réservoir tampon servant à compléter le niveau d'huile dans le carter si la quantité d'huile déjà présente dans ledit carter s'avérait insuffisante. Le premier niveau minimum seuil prédéterminé intègre une marge de sécurité.
  • Avantageusement, lors d'une demande de démarrage du moteur du véhicule, un procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes,
    • Une étape de démarrage du moteur,
    • Une étape de détermination du niveau d'huile en dynamique dans le carter,
    • Une étape d'activation de la sortie de commande du calculateur de manière à alimenter le carter avec de l'huile en provenance du réservoir tampon, si le niveau d'huile déterminé à l'étape précédente est inférieur à un deuxième niveau minimum seuil prédéterminé.
  • Lors de cette phase d'utilisation, le moteur a été démarré, le réservoir tampon servant à compléter le niveau d'huile dans le carter si la quantité d'huile déjà présente dans ledit carter s'avérait insuffisante. Le deuxième niveau minimum seuil prédéterminé intègre une marge de sécurité. Avant le démarrage du moteur, il est supposé que le niveau d'huile en statique est supérieur au premier minimum seuil prédéterminé.
  • De façon préférentielle, lors d'une demande d'arrêt du moteur avec un dispositif de type Stop and Start, un procédé d'utilisation selon l'invention comprend les étapes suivantes,
    • Une étape de mise à l'arrêt du moteur,
    • Une étape de non activation de la sortie de commande du calculateur pour permettre à l'huile du carter de pénétrer dans le réservoir tampon.
  • Lors de cette phase d'arrêt temporaire du moteur, le circuit de lubrification n'ayant plus de fonction particulière, une partie de l'huile présente dans le carter est acheminée vers le réservoir tampon.
  • Préférentiellement, lors d'une demande de vidange du circuit de lubrification du moteur, un procédé d'utilisation selon l'invention comprend les étapes suivantes,
    • Une étape de démarrage du moteur pour une mise en chauffe de l'huile, la sortie de commande du calculateur n'étant pas activée,
    • Une étape de mesure de la température de l'huile,
    • Une étape d'activation de la sortie de commande du calculateur, si la température de l'huile mesurée à l'étape précédente est supérieure à une température de consigne,
    • Une étape d'arrêt du moteur, la sortie de commande de l'ordinateur demeurant activée,
    • Une étape de vidange globale de l'huile,
    • Une étape d'arrêt du moteur.
  • Avantageusement, après la phase de vidange, un procédé d'utilisation selon l'invention comprend en outre les étapes suivantes,
    • Une étape d'alimentation en huile du circuit de lubrification,
    • Une étape de démarrage du moteur,
    • Une étape d'activation de la sortie de commande,
    • Une étape d'arrêt de l'activation de ladite sortie de commande si la pression d'huile est supérieure à une valeur minimum requise,
    • Une étape d'arrêt du moteur.
  • Un système de contrôle selon l'invention présente l'avantage d'être simple à gérer dans la mesure où les phases de pilotage de la vanne d'entrée et de la vanne de sortie sont simples et rapides à piloter. De plus un système de contrôle selon l'invention a l'avantage de diminuer les risques de dysfonctionnement en mettant en oeuvre une seule sortie de commande au lieu de deux habituellement. Enfin, un tel système de contrôle présente l'avantage de libérer une sortie de commande du calculateur qui pourra alors servir à d'autres fonctions.
  • On donne ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un système de contrôle d'un circuit de lubrification d'un moteur en se référant aux figures suivantes :
    • La figure 1 est un logigramme général listant quelques exemples d'utilisation d'un système de contrôle selon l'invention,
    • La figure 2 est une vue en perspective d'un circuit de lubrification d'un moteur de véhicule comprenant un système de contrôle selon l'invention.
  • En se référant à la figure 2, un circuit de lubrification 1 d'un moteur 2 thermique comprend un carter 3 apte à recevoir de l'huile pour lubrifier ledit moteur 2 et un système de contrôle selon l'invention. Ce système de contrôle comprend un réservoir tampon 4, une électrovanne d'entrée, une électrovanne de sortie, et un calculateur apte à piloter lesdites deux vannes. Les deux électrovannes sont placées de part et d'autre du réservoir tampon 4, et sont pilotées par une seule et même sortie de commande dudit calculateur. De cette manière, lorsque la sortie de commande commune du calculateur n'est pas activée, l'électrovanne d'entrée est passante et l'électrovanne de sortie est non passante. Lorsque ladite sortie commune est activée, l'électrovanne d'entrée devient non passante et l'électrovanne de sortie devient passante. Autrement dit, la sortie commune du calculateur assure un pilotage différentiel desdites deux électrovannes. Le réservoir tampon 4 qui a une capacité comprise entre 1 litre et 3 litres, permet ainsi de stocker une quantité d'huile d'appoint qui pourra venir compléter la quantité d'huile située dans le carter 3. De même, si l'huile se retrouvait en excédent dans le carter 3 par rapport à un besoin lié à la phase d'utilisation du moteur 2, une fraction de celle-ci pourra alors être acheminée vers le réservoir tampon 4.
  • La figure 1 illustre des exemples d'utilisation d'un système de contrôle selon l'invention, que ce soit pour un particulier utilisant son véhicule au quotidien, ou pour un professionnel assurant une vidange du circuit de lubrification.
    • Figure imgb0001
      Premier exemple d'utilisation 7 :
      • Le moteur 2 est à l'arrêt depuis une longue période et un individu souhaite démarrer son véhicule. Dans cette configuration, un procédé d'utilisation d'un système selon l'invention comprend les étapes suivantes :
        • Une étape de détermination du niveau d'huile en statique dans le carter 3,
        • Une étape d'activation de la sortie de commande du calculateur de manière à alimenter le carter 3 avec de l'huile en provenance du réservoir tampon 4, si le niveau d'huile déterminé à l'étape précédente est inférieur à un premier niveau minimum seuil prédéterminé.
      Il est bien entendu que si le niveau d'huile déterminé en statique était supérieur au premier niveau minimum seuil prédéterminé, la sortie de commande du calculateur ne serait pas activée.
    • Figure imgb0002
      Deuxième exemple d'utilisation 8, correspondant à une demande de démarrage du moteur 2 après une longue période d'arrêt. Dans cette configuration, un procédé d'utilisation d'un système selon l'invention, comprend les étapes suivantes,
      • Une étape de démarrage du moteur 2,
      • Une étape de détermination du niveau d'huile en dynamique dans le carter 3,
      • Une étape d'activation de la sortie de commande du calculateur de manière à alimenter le carter 3 avec de l'huile en provenance du réservoir tampon 4, si le niveau d'huile déterminé à l'étape précédente est inférieur à un deuxième niveau minimum seuil.
      Il est bien entendu que si le niveau d'huile déterminé en dynamique était supérieur au deuxième niveau minimum seuil prédéterminé, la sortie de commande du calculateur ne serait pas activée.
    • Figure imgb0003
      Troisième exemple d'utilisation 9, correspondant à une demande d'arrêt du moteur 2 avec un dispositif de type Stop and Start. Pour cette configuration, un procédé d'utilisation d'un système de contrôle selon l'invention comprend les étapes suivantes,
      • Une étape de mise à l'arrêt du moteur 2,
      • Une étape de non activation de la sortie de commande du calculateur pour permettre à une fraction de l'huile du carter 3 de pénétrer dans le réservoir tampon 4.
      Dans cette situation temporaire, l'huile dans le carter 3 n'a plus de fonction particulière, puisque le moteur 2 est à l'arrêt. Il est alors souhaitable d'alimenter le réservoir tampon 4 avec de l'huile en provenance du carter 3.
      Les trois exemples d'utilisation ci-avant évoqués s'adressent plutôt à un particulier utilisant son véhicule normalement.
    • Figure imgb0004
      Quatrième exemple d'utilisation 10, correspondant à une demande de lancement de la procédure de vidange d'huile. Pour cette configuration, un procédé d'utilisation d'un système de contrôle comprend les étapes suivantes,
      • Une étape de démarrage du moteur 2 pour une mise en chauffe de l'huile, la sortie de commande du calculateur n'étant pas activée,
      • Une étape de mesure de la température de l'huile,
      • Une étape d'activation de la sortie de commande du calculateur, si la température de l'huile mesurée à l'étape précédente est supérieure à une température de consigne,
      • Une étape d'arrêt du moteur 2, la sortie de commande de l'ordinateur demeurant activée,
      • Une étape de vidange globale de l'huile,
      • Une étape d'arrêt du moteur 2.
    • Figure imgb0005
      Cinquième exemple d'utilisation 11, correspondant à une alimentation en huile du circuit de lubrification après une vidange complète de celui-ci. Pour cette configuration, un procédé d'utilisation d'un système de contrôle selon l'invention comprend les étapes suivantes,
      • Une étape d'alimentation en huile du circuit de lubrification,
      • Une étape de démarrage du moteur 2,
      • Une étape d'activation de la sortie de commande,
      • Une étape d'arrêt de l'activation de ladite sortie de commande si la pression d'huile est supérieure à une valeur minimum requise,
      • Une étape d'arrêt du moteur 2.
  • Les deux exemples d'utilisation ci-avant mentionnés s'adressent plutôt à un professionnel.

Claims (8)

  1. Système de contrôle d'un circuit de lubrification (1) d'un moteur (2) de véhicule comprenant un calculateur, une électrovanne d'entrée et une électrovanne de sortie, ledit circuit (1) comprenant un carter (3) et un réservoir tampon (4), dont les entrées d'huile sont pilotées par ladite électrovanne d'entrée et dont les sorties d'huile sont pilotées par ladite électrovanne de sortie, caractérisé en ce que l'électrovanne d'entrée et l'électrovanne de sortie sont pilotées par le calculateur au niveau d'une seule et même sortie de commande, apte à assurer un pilotage différentiel desdites deux électrovannes.
  2. Système de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que par défaut, l'électrovanne d'entrée est passante et l'électrovanne de sortie est non passante, et en ce que lorsque la sortie de commande de l'ordinateur est activée, l'électrovanne d'entrée est rendue non passante et l'électrovanne de sortie est rendue passante.
  3. Système de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le volume du réservoir tampon (4) est compris entre 1 litre et 3 litres.
  4. Procédé d'utilisation d'un système conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, avant le démarrage du moteur (2) du véhicule après une longue période d'arrêt, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes,
    - Une étape de détermination du niveau d'huile en statique dans le carter (3),
    - Une étape d'activation de la sortie de commande du calculateur de manière à alimenter le carter (3) avec de l'huile en provenance du réservoir tampon (4), si le niveau d'huile déterminé à l'étape précédente est inférieur à un premier niveau minimum seuil prédéterminé.
  5. Procédé d'utilisation selon la revendication 4, lors d'une demande de démarrage du moteur du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes,
    - Une étape de démarrage du moteur (2),
    - Une étape de détermination du niveau d'huile en dynamique dans le carter (3),
    - Une étape d'activation de la sortie de commande du calculateur de manière à alimenter le carter (3) avec de l'huile en provenance du réservoir tampon (4), si le niveau d'huile déterminé à l'étape précédente est inférieur à un deuxième niveau minimum seuil prédéterminé.
  6. Procédé d'utilisation selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, lors d'une demande d'arrêt du moteur (2) avec un dispositif de type Stop and Start, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes,
    - Une étape de mise à l'arrêt du moteur (2),
    - Une étape de non activation de la sortie de commande du calculateur pour permettre à l'huile du carter (3) de pénétrer dans le réservoir tampon (4).
  7. Procédé d'utilisation selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, lors d'une demande de vidange du circuit de lubrification d'un moteur (2) de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes,
    - Une étape de démarrage du moteur (2) pour une mise en chauffe de l'huile, la sortie de commande du calculateur n'étant pas activée,
    - Une étape de mesure de la température de l'huile,
    - Une étape d'activation de la sortie de commande du calculateur, si la température de l'huile mesurée à l'étape précédente est supérieure à une température de consigne,
    - Une étape d'arrêt du moteur (2), la sortie de commande de l'ordinateur demeurant activée,
    - Une étape de vidange totale de l'huile,
    - Une étape d'arrêt du moteur (2).
  8. Procédé d'utilisation selon la revendication 7, après la phase de vidange, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes,
    - Une étape d'alimentation en huile du circuit de lubrification (1),
    - Une étape de démarrage du moteur (2),
    - Une étape d'activation de la sortie de commande,
    - Une étape d'arrêt de l'activation de ladite sortie de commande si la pression d'huile est supérieure à une valeur minimum requise,
    - Une étape d'arrêt du moteur (2).
EP17191618.2A 2016-12-16 2017-09-18 Système de contrôle d'un circuit de lubrification d'un moteur comprenant un réservoir tampon Active EP3336324B1 (fr)

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EP3336324A1 true EP3336324A1 (fr) 2018-06-20
EP3336324B1 EP3336324B1 (fr) 2019-08-28

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FR (1) FR3060647B1 (fr)

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