FR2851294A1 - Procede d'adjonction d'un additif au carburant d'un moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
L'injection directe d'essence se traduit fréquemment par des dépôts au niveau des orifices d'éjection des injecteurs. Ces dépôts diminuent la section des orifices d'éjection si bien que le débit volumique de carburant à injecter diminue. De plus, cela influence négativement la pulvérisation du carburant, par exemple la forme du jet, son angle ou la taille des gouttes peuvent changer. Cela se traduit par des conséquences négatives sur la formation du mélange air/carburant, ce qui augmentent les émissions polluantes et la consommation de carburant.En général, on réduit la formation de dépôts au niveau des orifices d'éjection des injecteurs en ajoutant un additif au carburant pour nettoyer de nouveau ces dépôts.Selon l'invention, on détecte les dépôts à partir d'une grandeur de la commande de moteur, et en fonction de cela on ajoute au carburant un additif en quantités requises.
Description
Domaine de l'invention
La présente invention concerne un procédé d'ajout d'un additif à un carburant d'un moteur à combustion interne pour éviter et pour éliminer les dépôts sur des composants du moteur à combustion interne 5 d'un véhicule, notamment sur les injecteurs qui injectent du carburant dans les cylindres du moteur à combustion interne par l'intermédiaire d'orifices d'éjection.
Etat de la technique L'injection directe de carburant génère fréquemment des 10 dépôts au niveau des orifices déjection des injecteurs. Ces dépôts se développent aux températures élevées du côté des orifices d'éjection tournés vers la chambre de combustion du moteur à combustion interne. Ces dépôts sont principalement formés de composés de carbone. La formation de ces dépôts est également appelée " cokéfaction ". La cokéfaction réduit la 15 section des orifices d'éjection, ce qui diminue également le débit volumique passant par unité de temps à travers les orifices d'éjection des injecteurs. Pour injecter le même débit volumique on fait fonctionner les injecteurs avec dépôts pendant une durée plus longue que les injecteurs sans dépôt. De plus, les dépôts influencent de manière négative la pulvéri20 sation du carburant; par exemple les dépôts peuvent modifier la forme du jet, l'angle du jet ou la taille des gouttelettes. Cela se traduit directement sur la formation du mélange air/carburant. Les dépôts au niveau des orifices d'éjection des injecteurs se traduisent ainsi par une augmentation des émissions polluantes et une augmentation de la consommation du 25 moteur à combustion interne. Cela peut même aller jusqu'à des ratés d'allumage.
On connaît déjà des additifs pour ajouter au carburant, par exemple selon le document EP O 414 963 B1. Ces additifs évitent et suppriment les dépôts sur les composants du moteur à combustion interne, 30 par exemple sur les injecteurs. Mais l'inconvénient de ces additifs est qu'il faut les ajouter manuellement à intervalles prédéterminés au réservoir de carburant. Il arrive que l'on ajoute inutilement de l'additif bien que le moteur à combustion interne ne présente pas de dépôts ou que les dépôts au niveau du moteur à combustion interne sont engendrées par des mélanges 35 rares de l'additif et entre autre ne peuvent plus être éliminés complètement avec un additif. Les dépôts influencent négativement le fonctionnement du moteur à combustion interne.
Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on détermine la formation de dépôts à partir d'au moins une grandeur d'une commande de moteur.
Le procédé selon l'invention avec les caractéristiques ainsi énoncées a l'avantage vis-à-vis de l'état de la technique d'offrir d'une manière simple une amélioration en ce qu'il permet de mélanger l'additif en fonction des besoins par la détection de la formation des dépôts à partir de 10 grandeurs provenant de la commande de moteurs. On libère ainsi les orifices d'éjection des dépôts pour ne pas détériorer la formation du mélange air/carburant.
Il est particulièrement avantageux que l'additif soit ajouté automatiquement au carburant si une grandeur de la commande de mo15 teur dépasse vers le haut une valeur de seuil prédéfinie car ce dépassement de la valeur de seuil prédéterminée est un signe de formation de dépôts au niveau des orifices d'éjection.
Il est en outre avantageux d'ajouter l'additif automatiquement au carburant si au moins deux grandeurs de la commande de mo20 teur dépassent chacune un seuil prédéterminé car la détection des dépôts au niveau des orifices d'éjection sera encore faite de manière plus fiable si au moins une autre valeur de seuil prédéterminée est dépassée.
Il est également avantageux d'utiliser comme grandeur de la commande de moteur une valeur de correction pour adapter la masse de 25 carburant à injecter dans les cylindres car un changement de cette valeur de correction est synonyme de formation de dépôts au niveau des orifices d'éjection.
Il est en outre avantageux que la grandeur de la commande de moteur utilisé soit la durée d'injection du carburant dans un cylindre 30 du moteur à combustion interne ou une durée moyenne d'injection de plusieurs cylindres, car une variation de la durée d'injection signifie également la formation de dépôts au niveau des orifices d'éjection.
Il est particulièrement avantageux que l'additif que l'on ajoute au réservoir de carburant provienne d'un réservoir auxiliaire.
Si l'additif est ajouté automatiquement au réservoir de carburant ou par une conduite de carburant en amont ou en aval d'une pompe à carburant, on a une forme de réalisation particulièrement avantageuse pour ajouter l'additif au carburant.
Il est également avantageux de signaler la formation de dépôts dans le moteur à combustion interne à l'aide d'une lampe de contrôle installée dans le véhicule. Cela permet d'attirer l'attention du conducteur d'un véhicule sur le mélange additif de carburant.
Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de deux exemples de réalisation représentés de manière simplifiée dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un ordinogramme d'un premier exemple de réalisa10 tion, - la figure 2 montre un ordinogramme d'un second exemple de réalisation.
Description des modes de réalisation
La figure 1 montre un procédé selon l'invention correspon15 dant à un premier exemple de réalisation selon un ordinogramme applicable à un moteur à combustion interne. Ce moteur est équipé d'un appareil de commande électronique pour la commande du moteur. Cet appareil reçoit des signaux correspondant aux conditions de fonctionnement du moteur à combustion interne et les traite pour générer des signaux de 20 commande du moteur à combustion interne.
Dans une première boucle 1 on vérifie en continu si une première grandeur de la commande du moteur dépasse un seuil. Dans la première étape de procédé 3.1 de la première boucle 1, on considère la première grandeur de la commande de moteur. Chaque valeur de la pre25 mière grandeur de commande de moteur est ensuite vérifiée dans une première interrogation 4. 1 consécutive pour déterminer si la valeur de seuil de la première grandeur est dépassée vers le haut ou si elle dépassée vers le bas. Si la valeur de la première grandeur de la commande de moteur dépasse vers le haut la valeur de seuil de cette première grandeur de 30 commande de moteur, partant de la première interrogation 4.1 on passe par la première flèche 5.1 dans une combinaison OU 8 en logique booléenne et de là, suivant la flèche 9, on arrive à la seconde étape de procédé 10. Dans cette seconde étape de procédé on effectue l'adjonction de l'additif. L'adjonction de l'additif au carburant se fait alors automatique35 ment.
L'additif peut provenir par exemple d'un réservoir complémentaire à travers une conduite d'alimentation arrivant dans le réservoir de carburant. Mais il est également possible de faire passer l'additif par la conduite d'alimentation, par exemple dans une conduite de carburant en amont ou en aval d'une pompe à carburant pour mélanger l'additif au carburant et transporter le mélange avec le carburant en direction du moteur à combustion interne et alimenter les injecteurs. Lors de l'injection 5 du carburant dans la chambre de combustion, l'additif mélangé au carburant arrive en contact avec les orifices d'éjection des injecteurs et peut de cette manière nettoyer les dépôts qui s'y sont formés. L'additif brle ensuite avec le carburant dans la chambre de combustion.
Si la valeur de la première grandeur de la commande de 1o moteur dépasse vers le bas la valeur de seuil de la première grandeur de moteur, il n'y a pas addition et on passe de la première interrogation 4.1, suivant une troisième flèche 11. 1, pour revenir à la première étape de procédé 3.1. Cette première boucle 1 est parcourue par exemple de manière continue.
Dans une seconde boucle 2, on vérifie en continu si la seconde grandeur de commande du moteur dépasse vers le haut un seuil.
Dans la première étape de procédé 3.2 de la seconde boucle 2, on considère la seconde grandeur de la commande de moteur. Chaque valeur de la seconde grandeur de la commande de moteur est ensuite vérifiée dans 20 une première interrogation 4.2 pour déterminer si la valeur de seuil de la seconde grandeur est dépassée vers le haut ou s'il est dépassée vers le bas. Si la valeur de la seconde grandeur de la commande du moteur dépasse vers le haut la valeur de seuil de la seconde grandeur de la commande de moteur, on passe de la première interrogation 4.2 selon la 25 première flèche 5.2 vers la combinaison OU 8 en logique booléenne. De là, en suivant la flèche 9, on passe à la seconde étape de procédé 10. Dans cette étape, il y a addition de l'additif. Si la valeur de la seconde grandeur de la commande de moteur dépasse vers le bas la valeur de seuil de cette seconde grandeur de la commande de moteur il n'y a pas addition et par30 tant de la première interrogation 4.2, en suivant une troisième flèche 11.2 on revient à la première étape de procédé 3.2. Cette seconde boucle 2 est par exemple parcourue également de façon continue.
Dès que soit la valeur de seuil de la première grandeur de la commande de moteur soit la valeur de seuil de la seconde grandeur de la 35 commande de moteur est dépassée vers le haut, on arrive par une combinaison OU 8, en logique booléenne, à l'adjonction de l'additif au carburant.
La commande amont de la commande de moteur calcule la masse de carburant à injecter en tenant compte de nombreux facteurs.
Partant de la masse de carburant à injecter, la commande de moteur calcule la durée d'injection nécessaire pendant laquelle les injecteurs sont 5 ouverts pour injecter sous pression la masse de carburant calculée dans la chambre de combustion.
Dans de nombreux états de fonctionnement il faut avoir un rapport stoechiométrique air/carburant dans la chambre de combustion.
On a un rapport stoechiométrique air/carburant si l'on a dans la chambre io de combustion une quantité d'air nécessaire à la combustion totale de la masse de carburant à injecter. Le coefficient lambda désigne le rapport de la masse d'air effective dans la chambre de combustion à la masse d'air nécessaire à une combustion stoechiométrique. On aura une combustion stoechiométrique si la valeur lambda est égale à l'unité. Si la valeur lamb15 da ou valeur du coefficient lambda est supérieure à l'unité, on est en présence d'un manque de carburant et le mélange air/carburant sera appelé mélange maigre. Si la valeur lambda ou coefficient lambda est inférieur à l'unité, on est en présence d'un manque d'oxygène et le mélange air/carburant sera appelé mélange riche.
Une régulation lambda ou régulation de coefficient lambda corrige la masse de carburant calculée par la commande amont et qui est injectée par les injecteurs si une sonde lambda constate une déviation visà-vis du rapport air/carburant nécessaire par exemple du rapport stoechiométrique. La correction de la déviation par rapport au rapport néces25 saire air/carburant peut toutefois s'obtenir seulement de manière temporisée. Pour que la déviation vis-à-vis du rapport air/carburant requis soit si possible tout d'abord inexistante ou pour que la différence entre la masse de carburant injectée et la masse de carburant nécessaire au rapport air/carburant requis soit aussi faible que possible, il faut que la 30 commande amont calcule de la manière la plus précise possible la masse de carburant à injecter. La masse de carburant à injecter, calculée par la commande amont, est ainsi recalculée toujours à nouveau et elle est adaptée à l'état de fonctionnement respectif. De cette manière on décharge la régulation lambda et celle-ci n'aura pas trop d 'asservissement à exécu35 ter. La masse de carburant à injecter, calculée par la commande amont, est en plus corrigée selon une adaptation dite de mélange à l'aide d'au moins un coefficient de correction. L'adaptation de mélange ne s'effectue que pour un mode de fonctionnement prédéterminé du moteur à combus- tion interne, à savoir le mode de fonctionnement homogène. Au moins ce coefficient de correction est par exemple multiplié avec la masse de carburant à injecter, calculée par la commande amont, mais on peut également additionner à la masse de carburant à injecter, calculée par la commande amont.
On connaît par exemple un procédé de réglage du mélange carburant/air.
Si les dépôts se forment au niveau des orifices d'éjection des injecteurs, ils réduisent la masse de carburant injectée si bien que dans 10 l'adaptation du mélange il faut adapter au moins un coefficient de correction pour retrouver le rapport requis air/carburant dans la chambre de combustion. Du fait de la variation en fonction du temps du coefficient de correction, on peut reconnaître de cette manière la formation de dépôt.
A côté de la cokéfaction il existe d'autres facteurs qui modi15 fient au moins une valeur de correction de l'adaptation du mélange. Ces autres facteurs ont en grande partie une influence beaucoup plus faible sur au moins cette valeur de correction par rapport à l'influence de la cokéification, ce qui permet de distinguer de manière certaine une cokéfaction par rapport aux autres facteurs.
Au moins une valeur de correction de l'adaptation de mélange est par exemple utilisée comme première grandeur de la commande de moteur dans la première boucle 1.
Comme dans le mode de fonctionnement dit mode stratifié du moteur à combustion interne, l'adaptation du mélange n'est pas 25 adaptative, la valeur de correction de l'adaptation de mélange à un mode stratifié est égale à zéro de sorte que la première boucle ne peut pas produire d'adjonction d'additif dans le mode stratifié.
A la valeur de correction de l'adaptation de mélange on attribue une valeur de seuil correspondante. Dès que la valeur de correction 30 dépasse sa valeur de seuil, il faut supposer qu'un dépôt s'est formé au niveau des orifices d'éjection. On fixe la valeur de seuil en procédant à des essais techniques.
On peut également utiliser la durée d'injection pour reconnaître des dépôts. Par exemple, on utilise la durée d'injection dans tous 35 les cylindres et à partir de ces valeurs de la durée d'injection on forme une valeur moyenne, c'est-à-dire la durée d'injection moyenne. Comme la quantité de carburant à injecter et ainsi la durée d'injection dépendent de la puissance demandée au moteur à combustion interne à partir de la pédale d'accélération, seul le quotient de la puissance requise et de la durée d'injection peut servir de grandeur pour la commande du moteur. La puissance demandée par l'intermédiaire de la pédale d'accélérateur est également désignée par l'expression " couple souhaité par le conducteur ".
Le quotient du couple souhaité par le conducteur et la durée d'injection est utilisé par exemple comme seconde grandeur de la commande du moteur dans la seconde boucle 2.
Au quotient du couple demandé par le conducteur et la durée d'injection, on attribue une valeur de seuil correspondante. Dès que ce 10 quotient dépasse vers le haut sa valeur de seuil associée, il faut supposer qu'un dépôt s'est formé au niveau des orifices d'éjection.
Les dépôts au niveau des orifices d'éjection diminuent la quantité de carburant injectée. Cela modifie ainsi le rapport air/carburant dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne et aug15 mente ainsi la valeur du coefficient lambda. Comme une quantité moindre de carburant est brlée et que pour la combustion avec le carburant il reste de l'oxygène en excédent, la sonde lambda mesure une teneur croissante d'oxygène résiduel des gaz d'échappement. La régulation lambda réagit à la teneur croissante d'oxygène résiduel dans les gaz 20 d'échappement en allongeant la durée d'injection pour arriver au rapport air/carburant nécessaire.
A la place de l'addition automatique de l'additif au carburant il est également possible qu'à partir d'au moins une grandeur de la commande de moteur on signale la formation de dépôt à l'aide d'une 25 lampe de contrôle ou lampe témoin dans le véhicule. Le conducteur du véhicule est ainsi rendu attentif à ce que lorsqu'il fera ensuite le plein du réservoir il doit ajouter au carburant de l'additif pour éliminer les dépôts formés au niveau des orifices d'éjection des injecteurs.
Le procédé selon l'invention peut s'appliquer par exemple à 30 des moteurs à essence ou à des moteurs Diesel.
Les additifs connus sont par exemple l'additif portant la référence OGA 72002 de la Société Chevron Oronite ou encore l'additif Optimax de la Société Shell.
Pour décrire le procédé de la figure 2 on a utilisé les mêmes 35 références que pour le procédé de la figure 1 pour désigner les éléments identiques ou de même fonction.
La figure 2 montre un procédé selon l'invention correspondant à un second exemple de réalisation présenté sous la forme d'un ordi- nogramme. Le procédé de la figure 2 se distingue du procédé de la figure 1 en ce qu'à la place de la combinaison OU 8 en logique booléenne on utilise une combinaison ET 12 en logique booléenne.
Si maintenant une grandeur de la commande de moteur in5 dique un dépôt, par exemple selon la première boucle 1, il n'y aura pas encore d'ajout de l'additif. Ce n'est que si une autre grandeur de commande du moteur, par exemple selon la seconde boucle 2, confirme par le dépassement de la valeur de seuil prédéterminée qu'il y a un dépôt, que l'on ajoutera, suivant la combinaison et en logique booléenne de l'additif 1o au carburant De cette manière on réduit le risque d'une adjonction non nécessaire à cause d'une grandeur défectueuse de la commande de moteur.
Claims (6)
10) Procédé d'ajout d'un additif à un carburant d'un moteur à combustion interne pour éviter et pour éliminer les dépôts sur des composants du moteur à combustion interne d'un véhicule, notamment sur les injecteurs 5 qui injectent du carburant dans les cylindres du moteur à combustion interne par l'intermédiaire d'orifices d'éjection, caractérisé en ce qu' on détermine la formation de dépôts à partir d'au moins une grandeur d'une commande de moteur. 10 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'additif est ajouté au carburant si une grandeur de la commande de moteur dépasse une valeur de seuil prédéterminée. 15 30) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on ajoute l'additif au carburant si au moins deux grandeurs de la commande de moteur dépassent chacune une valeur de seuil. 20 4 ) Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que comme première grandeur de commande de moteur on détermine une valeur de correction pour adapter une masse de carburant à injecter dans 25 les cylindres.
50) Procédé selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que comme seconde grandeur de commande de moteur on détermine une du30 rée d'injection du carburant dans les cylindres du moteur à combustion interne.
6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que comme durée d'injection on détermine une durée d'injection moyenne qui est la moyenne pour tous les cylindres du moteur à combustion interne.
70) Procédé selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu' on ajoute l'additif à partir d'un réservoir auxiliaire.
80) Procédé selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu' on ajoute l'additif dans un réservoir de carburant ou dans une conduite de carburant en amont ou en aval d'une pompe d'alimentation en carburant.
90) Procédé selon la revendication 1, 10 caractérisé en ce qu' on signale la formation de dépôts dans le moteur à combustion interne à l'aide d'une lampe de contrôle installée dans le véhicule.
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