FR2914945A3 - Procede d'estimation de la dilution de carburant dans l'huile d'un moteur a combustion interne. - Google Patents
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Abstract
Selon un procédé d'estimation de la dilution de carburant dans l'huile d'un moteur (1) à combustion interne équipé d'un système de traitement (3) des gaz de combustion, le système de traitement (3) nécessitant des phases de régénération, on estime le taux de dilution (Pdil) par une variation (dPdil) de la dilution en fonction du mode de fonctionnement du moteur. En dehors des phases de régénération, on limite le taux inférieur de dilution à un seuil (S) qui est une fraction de l'estimation de la dilution (Pm) à la fin d'une phase de régénération.
Description
Procédé d'estimation de la dilution de carburant dans l'huile d'un moteur
à combustion interne. L'invention concerne un procédé d'estimation de la dilution de carburant dans l'huile d'un moteur à combustion interne, en particulier lorsque le moteur est équipé d'un système de traitement des gaz de combustion tel qu'un filtre à particules ou un piège à oxydes d'azote. Avec les moteurs à combustion interne, on utilise de plus en plus fréquemment des systèmes de traitement des gaz d'échappement, afin de diminuer la quantité de pollution générée par ces moteurs. A titre d'exemple, la présence d'un filtre à particules dans la ligne d'échappement du moteur permet de diminuer considérablement la quantité de particules, poussières et autres suies, émises dans l'atmosphère, et de satisfaire aux normes antipollution. De même, on prévoit des pièges à oxydes d'azote pour stocker et réduire ensuite les oxydes d'azote émis lors de la combustion par le moteur. Un calculateur pilote régulièrement des phases de régénération permettant de brûler périodiquement les particules piégées dans le filtre à particules et d'éviter le colmatage de ce dernier, ou de libérer et réduire les oxydes d'azote stockés dans le piège à oxydes d'azote. Le déclenchement des régénérations est contrôlé par le calculateur qui détermine si la régénération doit avoir lieu et, quand elle est en cours, si elle peut continuer.
Pour déclencher et maintenir la régénération, les conditions de fonctionnement du moteur sont modifiées pour augmenter la température des gaz d'échappement et modifier leur composition chimique avant leur passage dans le système de traitement. Ces modifications concernent souvent l'injection de carburant, qui peut être retardée pour au moins un cylindre du moteur. Ces modifications augmentent la consommation de carburant et également la quantité de carburant qui se dissout dans l'huile du moteur, en passant par l'espace entre le cylindre et le piston. L'augmentation de la quantité de carburant diluée dans l'huile du moteur a pour effet de faire varier les caractéristiques de l'huile, éventuellement jusqu'à un point où le moteur pourrait se détériorer. On a proposé dans le document EP 1 524 425 Al un procédé de contrôle de la régénération d'un filtre à particules dans lequel on estime la dilution de carburant dans l'huile, et on autorise une régénération que si le taux estimée de la dilution est inférieure à un seuil prédéterminé. L'estimation de la dilution en dehors des phases de régénération est basée sur une évaluation de l'évaporation du carburant contenu dans l'huile.
On constate cependant que cette évaluation n'est pas assez précise et conduit à des écarts entre le taux de dilution réel et son estimation d'autant plus importants que la méthode d'évaluation est cumulative d'une estimation de variations du taux de dilution. L'invention vise donc à proposer un procédé d'estimation du taux de dilution de carburant dans l'huile d'un moteur à combustion interne équipé d'un système de traitement des gaz d'échappement. Avec cet objectif, l'invention a pour objet un procédé d'estimation du taux de dilution de carburant dans l'huile d'un moteur à combustion interne équipé d'un système de traitement des gaz de combustion, le système de traitement nécessitant des phases de régénération, procédé selon lequel on estime le taux de dilution par une variation de la dilution en fonction du mode de fonctionnement du moteur. En dehors des phases de régénération, on limite le taux inférieur de dilution à un seuil qui est une fraction de l'estimation du taux de dilution à la fin d'une phase de régénération.
On constate en effet que l'évaporation du carburant contenu dans l'huile ne se prolonge pas jusqu'à la disparition du carburant. Ceci est probablement dû à la présence d'une fraction d'hydrocarbures lourds dans le carburant qui ne s'évaporent pas ou que très lentement. En considérant qu'une fraction du carburant dilué reste dans l'huile et que la dilution ne descend pas au-dessous d'un seuil fonction de la dilution maximale atteinte, on prend en compte ce phénomène. On constate que l'écart entre la concentration réelle en carburant dans l'huile et son estimation est plus faible avec le procédé selon l'invention qu'en utilisant le procédé selon l'art antérieur. Selon un mode de réalisation, le seuil est déterminé par une fraction de la moyenne des valeurs maximales du taux dilution estimé atteintes sur un nombre prédéfini de régénérations précédentes. On prend en compte ainsi les pics de taux de dilution atteints sur une période antérieure. De manière particulière, la fraction est déterminée en fonction d'au moins un critère parmi le régime moteur instantané, la température de l'huile, le débit de carburant ou la pression moyenne effective. On a constaté que le niveau de dilution d'équilibre est fonction des paramètres cités. Le débit de carburant ou la pression moyenne effective caractérisent la charge du moteur. Selon une disposition particulière, la variation du taux de dilution estimé est fonction de l'écart entre le taux de dilution estimé et le seuil. On définit ainsi la manière dont le taux de dilution estimé rejoint le seuil. Ce peut être par exemple un amortissement du premier ordre, si la variation est proportionnelle à l'écart. Le système de traitement est par exemple un filtre à particules ou un piège à oxyde d'azote.
L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels la figure 1. est une vue schématique d'un système de motorisation conforme à l'invention ; la figure 2 est un organigramme de la commande de régénération du filtre à particules ; la figure 3 est un diagramme temporel représentant une estimation du taux de dilution.
Un système de motorisation mettant en oeuvre le procédé selon l'invention et représenté sur la figure 1, comporte un moteur 1 du type Diesel suralimenté par un turbocompresseur 2 et dont les gaz d'échappement sont traités par un filtre à particules catalytique 3. Le moteur 1 est alimenté en air par un circuit d'air comprenant une prise d'air 11, un compresseur 12 du turbocompresseur 2, une conduite de refoulement :L3 et une tubulure d'admission 14 débouchant dans des chambres de combustion du moteur 1, une seule chambre 15 étant représentée. Les gaz d'échappement produits par la combustion sont évacués de la chambre 15 par une tubulure d'échappement 16, traversent une turbine 17 du turbocompresseur, puis le filtre à particules catalytique 3. Un circuit de recyclage des gaz d'échappement comporte un piquage 18 sur la tubulure d'échappement, une vanne de sélection 19 orientant les gaz d'échappement vers la conduite de refoulement soit en passant par un refroidisseur 20, soit par une conduite directe 21. Un calculateur 24 reçoit des informations sur le fonctionnement du système de motorisation et commande le moteur 1. Il met en oeuvre en particulier le procédé selon l'invention. Le calculateur 24 détermine si la régénération doit être pilotée ou non. Pour cela, il établit si certains critères sont satisfaits. Lorsque tous les critères sont satisfaits, un signal de commande de la régénération est délivré. Le calculateur maintient le signal de commande de la régénération pendant une durée prédéterminée Dl après qu'au moins un critère n'est plus satisfait. Selon l'invention, parmi les critères cités précédemment, le calculateur prend en compte un critère sur le taux de dilution Pdil de carburant dans l'huile du moteur. Le taux de dilution est estimé par le calculateur, et si l'estimation du taux de dilution Pdil est supérieure à un seuil de dilution Sdil prédéterminé, le critère n'est plus satisfait.
Pour l'élaboration de ce critère, on se réfère à l'organigramme de la figure 2. Dans une étape d'initialisation 30, l'estimation du taux de dilution Dpil est initialisé soit à une valeur nulle si l'huile est neuve, soit à une valeur précédemment estimée et mémorisée. A l'étape de test 31, on oriente vers une étape 32 si aucune régénération n'est en cours, ou vers une étape 33 dans le cas contraire. Lors de l'étape 32, un seuil de saturation S est déterminé par une cartographie en fonction du maximum Pm du taux de dilution atteint lors de la régénération précédente, du régime moteur, de la température de l'huile et du débit de carburant. Une estimation de variation du taux de dilution dPdil est calculée par l'opposé du produit d'une fonction Févap d'évaporation du carburant, d'un coefficient de saturation Cs et d'un pas de temps dt. La fonction Févap est calculée à partir d'une cartographie mémorisée, en fonction de la vitesse de rotation N et du débit de carburant Qc. Le coefficient de saturation Cs est calculé en fonction du seuil de saturation S et de l'écart entre ce seuil et le taux 6 de dilution courant Pdil(n-1). Lors de l'étape 33, l'estimation de variation du taux de dilution dPdil est calculée comme à l'étape 32 avec en plus l'ajout du produit d'une fonction de régénération Grégé d'un pas de temps dt. La fonction de régénération Grégé est également calculée à partir d'une cartographie mémorisée, en fonction de la vitesse de rotation N et du débit de carburant Qc.
Après l'évaluation de l'une des étapes 32 ou 33, le nouveau taux de dilution Pdil(n) est calculé en ajoutant au taux de dilution au pas de temps précédent Pdil(n-l) l'estimation de variation du taux de dilution dPdil.
Aux étapes 35 et 36, on s'assure que le taux de dilution ne descend pas au-dessous du seuil de saturation S. Ensuite, à l'étape 37, le taux de dilution Pdil est comparé au seuil de dilution Sdil prédéterminé s'il est supérieur, le critère n'est pas satisfait et une régénération est interdite (étape 38). Dans le cas contraire, une régénération est autorisée (étape 39). A l'étape 40, on attend l'écoulement du pas de temps dt avant de procéder à un nouveau pas de calcul, en reprenant à l'étape 31. La figure 3 montre l'évolution de l'estimation du taux de dilution Pdil lors du fonctionnement du moteur. Avant l'instant tl, le taux de dilution Pdil est estimé à une valeur fonction du fonctionnement précédent. A l'instant tl, une régénération est déclenchée, ce qui provoque une augmentation du taux de dilution Pdil jusqu'au maximum Pm à l'instant t2, à la fin de la régénération. Ensuite, le taux de dilution Pdil décroît de manière asymptotique jusqu'au seuil de saturation S. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple. Le procédé s'applique aux systèmes comportant un piège à oxyde d'azote à la place ou en plus du filtre à particules. Le calcul pourra être décomposé en étapes d'une autre manière pour aboutir au même résultat.
Claims (5)
1. Procédé d'estimation du taux de dilution de carburant dans l'huile d'un moteur (1) à combustion interne équipé d'un système de traitement (3) des gaz de combustion, le système de traitement (3) nécessitant des phases de régénération, procédé selon lequel on estime le taux de dilution (Pdil) par une variation (dPdil) de la dilution en fonction du mode de fonctionnement du moteur, caractérisé en ce que, en dehors des phases de régénération, on limite le taux inférieur de dilution à un seuil (S) qui est une fraction du taux de dilution (Pm) estimé à la fin d'une phase de régénération.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le seuil (S) est déterminé par une fraction de la moyenne des valeurs maximales du taux de dilution atteintes sur un nombre prédéfini de régénérations précédentes.
3. Procédé selon la revendication 1, selon lequel la fraction est déterminée en fonction d'au moins un critère parmi le régime moteur instantané, la température de l'huile, le débit de carburant ou la pression moyenne effective.
4. Procédé selon la revendication 1, selon lequel la variation (dPdil) de l'estimation du taux de dilution est fonction de l'écart entre le taux de dilution estimé (Pdil) et le seuil (S).
5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le système de traitement est un filtre àlo particules (3) ou un piège à oxyde d'azote.
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