FR3095835A1 - Procede de pilotage d'une pompe a huile - Google Patents

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Abstract

La présente invention porte principalement sur un procédé de pilotage d'une pompe à huile (6) de moteur thermique (1), ladite pompe à huile (6) étant régulée en pression, ledit procédé comportant: - une étape de sélection d'une valeur cible de pression (Ph) dans une cartographie (Ci) en fonction d'une vitesse de rotation du moteur thermique (1) et d'une température d'huile, et - une étape de pilotage de la pompe à huile (6) à partir de la valeur cible de pression (Ph) issue de la cartographie (Ci), - ledit procédé mettant en œuvre plusieurs cartographies (Ci) aptes à fournir chacune une valeur cible de pression (Ph) en fonction d'une vitesse de rotation du moteur thermique (1) et d'une température d'huile, ledit procédé comportant une étape de sélection d'une cartographie (Ci) en fonction d'un couple du moteur thermique (1). Figure 1

Description

PROCEDE DE PILOTAGE D'UNE POMPE A HUILE
La présente invention porte sur un procédé de pilotage d'une pompe à huile. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse avec les moteurs thermiques de véhicule automobile équipés d'une pompe à huile régulée en pression.
De façon connue en soi, les moteurs thermiques comportent une pompe à huile qui tourne en permanence pour alimenter en huile sous pression le vilebrequin ainsi que différents éléments en mouvement de ce moteur, afin de lubrifier et refroidir les paliers de guidage de ces éléments. Des valves de contrôle disposées dans le circuit d'huile, comprenant des clapets de régulation de pression qui s'ouvrent sous une pression définie, permettent d'obtenir une certaine régulation du débit de fluide alimentant les différents composants.
Il est par ailleurs connu, comme présenté par le document US7823545, de disposer en dessous de chaque piston du moteur thermique, un gicleur alimenté en huile sous pression par la pompe à huile pour envoyer un jet d'huile sous la tête du piston afin de le refroidir, et éviter une surchauffe en cas de forte demande de puissance.
Afin de piloter la pompe à huile, on utilise généralement une cartographie fournissant une valeur de pression cible en fonction d'un régime du moteur thermique et d'une température d'huile. Les valeurs de pression cible de la cartographie sont choisies de façon à ouvrir ou non les gicleurs du moteur. Or d'autres composants, tels que les paliers de vilebrequin ainsi que les bielles, ne nécessitent pas des pressions d'huile aussi importantes que celle nécessaire pour ouvrir les gicleurs, afin d'assurer leur lubrification sous faible charge du moteur. Il existe donc le besoin d'un procédé de pilotage de la pompe à huile permettant de délivrer une pression d'huile adaptée aux conditions de fonctionnement du moteur thermique.
L'invention vise à combler ce besoin en proposant un procédé de pilotage d'une pompe à huile de moteur thermique, ladite pompe à huile étant régulée en pression, ledit procédé comportant:
- une étape de sélection d'une valeur cible de pression dans une cartographie en fonction d'une vitesse de rotation du moteur thermique et d'une température d'huile, et
- une étape de pilotage de la pompe à huile à partir de la valeur cible de pression issue de la cartographie,
- ledit procédé mettant en œuvre plusieurs cartographies aptes à fournir chacune une valeur cible de pression en fonction d'une vitesse de rotation du moteur thermique et d'une température d'huile, ledit procédé comportant une étape de sélection d'une cartographie en fonction d'un couple du moteur thermique.
L'invention permet ainsi, en tenant compte du couple du moteur thermique en plus de la vitesse de rotation du moteur thermique et de la température d'huile, d'assurer une lubrification au juste nécessaire des composants du moteur thermique. On augmente ainsi la sensibilité du pilotage de la pompe à huile en pouvant délivrer une pression d'huile moindre lorsque la pression dans les cylindres (qui correspond au couple moteur) est faible et nécessite donc une faible pression pour la lubrification et le refroidissement du moteur thermique.
Selon une mise en œuvre, le couple du moteur thermique pris en compte pour sélectionner la cartographie est le maximum entre un couple moyen indiqué courant du moteur thermique et un couple moyen indiqué cible du moteur thermique. Cela permet d'anticiper une demande de couple élevée et donc de disposer d'une pression d'huile suffisante sans subir le temps de réponse de la structure de couple du moteur qui est de l'ordre d'une seconde environ.
Selon une mise en œuvre, un cycle d'hystérésis est configuré pour gérer un passage d'une cartographie à une autre, de sorte que la sélection d'une cartographie dépend d'une évolution du couple du moteur thermique.
Selon une mise en œuvre, un cycle d'hystérésis entre deux cartographies comporte un seuil de couple montant et un seuil de couple descendant.
Selon une mise en œuvre, le seuil de couple montant et le seuil de couple descendant peuvent dépendre d'une vitesse de rotation du moteur thermique.
Selon une mise en œuvre, un filtre temporel est configuré pour assurer un changement instantané de cartographie lorsque le couple du moteur thermique augmente et un changement de cartographie après une temporisation lorsque le couple du moteur thermique diminue.
Selon une mise en œuvre, la pompe à huile est associée à une électrovanne proportionnelle.
Avantageusement, le procédé met en œuvre quatre cartographies. Bien entendu, le nombre de cartographies mises en œuvre peut être adapté en fonction du besoin de l'application.
L'invention a également pour objet un calculateur comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé de pilotage d'une pompe à huile régulée en pression tel que précédemment défini.
L'invention concerne en outre un moteur thermique comportant un calculateur tel que précédemment défini.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.
La figure 1 est une représentation schématique d'un circuit d'huile de moteur thermique comportant une pompe à huile pilotée par le procédé selon l'invention;
La figure 2 est une représentation graphique illustrant la sélection d'une cartographie en fonction d'une évolution d'un couple du moteur thermique;
La figure 3 est une représentation graphique illustrant les différentes cartographies mises en œuvre dans le plan défini par le couple moyen indiqué du moteur thermique ainsi que le régime du moteur thermique;
La figure 4 est une représentation graphique illustrant les différentes cartographies mises en œuvre dans le plan défini par la pression dans les cylindres du moteur thermique ainsi que le régime du moteur thermique.
La figure 1 présente un moteur thermique 1 comprenant un bloc moteur 2 comportant les cylindres, en dessous duquel se trouve un carter d'huile 4 contenant l'huile de lubrification. Une pompe à huile 6 aspire par un tamis d'aspiration 8 l'huile contenue dans le carter 4. L'huile sous pression passe ensuite dans un filtre à huile 10 pour être purifiée, puis est distribuée dans divers canalisations. Une première canalisation 12 alimente le bloc moteur 2, pour lubrifier les paliers du vilebrequin et les bielles, ainsi qu'un turbocompresseur d'air 14 dans le cas d'un moteur suralimenté. Une deuxième canalisation 16 alimente la culasse 18, pour lubrifier les paliers de l'arbre à cames ainsi que les poussoirs des soupapes. Une troisième canalisation 24 recevant l'huile sous pression par un clapet de régulation 22 comprenant un ressort de tarage, qui ne s'ouvre qu'à partir d'un seuil de pression, alimente quatre gicleurs 26 qui injectent l'huile sous les têtes de chaque piston afin de les refroidir.
Un calculateur de pilotage 20 est apte à piloter la pompe à huile 6 associée à une électrovanne proportionnelle 6.1. Avantageusement, le calculateur de pilotage 20 de la pompe à huile 6 est intégré dans le calculateur de contrôle du moteur 1 qui pilote l'allumage et l'injection de carburant de ce moteur, ce qui permet de réduire les coûts.
La pompe à huile 6 est de préférence à cylindrée variable. A cet effet, la pompe 6 pourra comporter un rotor comprenant des palettes radiales qui coulissent vers l'extérieur pour venir en appui sur la surface interne cylindrique d'un stator circulaire, comprenant un axe décalé par rapport à celui du rotor de manière à obtenir sur un tour de ce rotor, une variation du volume de chaque chambre située entre deux palettes. Pour cette pompe à palettes, un moyen simple de contrôle de la cylindrée de la pompe 6, consiste à déplacer le stator pour éloigner ou rapprocher son centre de l'axe du rotor, de manière à respectivement augmenter ou réduire la cylindrée.
On décrit ci-après, en référence avec les figures 2 à 4, le procédé de pilotage de la pompe à huile 6. A cet effet, le calculateur 20 comporte une mémoire 20.1 stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé.
Le procédé met en œuvre plusieurs cartographies Ci aptes à fournir chacune une valeur cible de pression en fonction d'une vitesse de rotation du moteur thermique 1 et d'une température d’huile. Le nombre entier i de cartographies mises en œuvre est au moins égal à deux. Afin d’obtenir un pilotage précis de la pompe 6, le procédé met en œuvre quatre cartographies C1, C2, C3, et C4. Bien entendu, il sera possible d'utiliser plus ou moins de quatre cartographies en fonction du besoin, en particulier de la précision souhaitée du pilotage de la pompe 6.
La cartographie Ci à exploiter par le calculateur 20 est choisie en fonction d'un couple CMI du moteur thermique 1. La valeur cible de pression Ph de la cartographie Ci est sélectionnée par le calculateur 20 en fonction d'une vitesse de rotation N du moteur thermique 1 et d'une température d'huile Th. Le calculateur 20 pilote ensuite la pompe à huile 6 à partir de cette valeur cible de pression Ph.
Avantageusement, le couple du moteur thermique 1 pris en compte pour sélectionner la cartographie Ci est le maximum entre un couple moyen indiqué courant CMI_cour du moteur thermique 1 et un couple moyen indiqué cible CMI_cb du moteur thermique 1. Cela permet d'anticiper une demande de couple élevée du moteur thermique et donc de disposer d'une pression d'huile suffisante sans subir le temps de réponse de la structure de couple du moteur (logiciel et boucle d'air) qui est de l'ordre d'une seconde environ. On rappelle que, pour un moteur thermique 1, le couple moyen indiqué CMI est le couple généré par la pression des gaz sur les pistons, abstraction faite des frottements internes au moteur.
La figure 3 met en évidence que la valeur cible de pression d'huile Ph1 issue de la cartographie C1 exploitée à faible charge par le calculateur 20 est inférieure à la pression d'huile Ph4 issue de la cartographie C4 exploitée à forte charge par le calculateur 20.
Comme on peut le voir sur la figure 2, un cycle d'hystérésis C_hys est configuré pour gérer un passage d'une cartographie Ci à une autre, de sorte que la sélection de la cartographie Ci dépend d'une évolution du couple CMI du moteur thermique 1. Un cycle d'hystérésis C_hys entre deux cartographies C1-C4 comporte un seuil de couple montant Sh et un seuil de couple descendant Sb. Le seuil de couple montant Sh est supérieur au seuil de couple descendant Sb. Les seuils de couple montant Sh et descendant Sb sont bien entendu différents pour chaque cycle d'hystérésis C_hys (cf. seuils Sb et Sh entre les cartographies C1 et C2, seuils Sb' et Sh' entre les cartographies C2 et C3, et les seuils Sb'' et Sh'' entre les cartographies C3 et C4).
Le seuil de couple montant Sh et le seuil de couple descendant Sb d'un cycle d'hystérésis C_hys pourront éventuellement dépendre du régime N du moteur thermique 1, mais cela n'est pas obligatoire. En effet, le seuil de couple montant Sh ainsi que le seuil de couple descendant Sb d'un cycle hystérésis C_hys pourront être des seuils fixes.
Alternativement ou en complément d'un cycle d'hystérésis C_hys, un filtre temporel pourra être configuré pour assurer un changement instantané de cartographie Ci lorsque le couple du moteur thermique augmente et un changement de cartographie Ci après une temporisation lorsque le couple du moteur thermique diminue.
La figure 4 illustre différentes cartographies, en l'occurrence cinq cartographies C1, C2, C3, C4, C5 mises en œuvre dans le plan défini par la pression PME dans les cylindres du moteur thermique (image du couple CMI) en fonction du régime N du moteur thermique pour différents points de fonctionnement du moteur thermique. Les zones hachurées Z correspondent aux cycles d'hystérésis C_hys entre les cartographies.
L'invention permet ainsi, en tenant compte du couple CMI du moteur thermique 1 en plus de la vitesse de rotation N du moteur thermique 1 et de la température d'huile Th, d'assurer une lubrification au juste nécessaire des composants du moteur thermique 1. On augmente ainsi la sensibilité du pilotage de la pompe à huile en pouvant délivrer une pression d'huile Ph moindre lorsque la pression dans les cylindres (qui correspond couple CMI moteur) est faible et nécessite donc une faible pression pour la lubrification et le refroidissement du moteur thermique 1.

Claims (10)

  1. Procédé de pilotage d'une pompe à huile (6) de moteur thermique (1), ladite pompe à huile (6) étant régulée en pression, ledit procédé comportant:
    - une étape de sélection d'une valeur cible de pression (Ph) dans une cartographie (Ci) en fonction d'une vitesse de rotation (N) du moteur thermique (1) et d'une température d'huile (Th), et
    - une étape de pilotage de la pompe à huile (6) à partir de la valeur cible de pression (Ph) issue de la cartographie (Ci),
    caractérisé en ce que ledit procédé met en œuvre plusieurs cartographies (Ci) aptes à fournir chacune une valeur cible de pression (Ph) en fonction d'une vitesse de rotation (N) du moteur thermique (1) et d'une température d'huile (Th), ledit procédé comportant une étape de sélection d'une cartographie (Ci) en fonction d'un couple (CMI) du moteur thermique (1).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couple (CMI) du moteur thermique (1) pris en compte pour sélectionner la cartographie (Ci) est le maximum entre un couple moyen indiqué courant (CMI_cour) du moteur thermique (1) et un couple moyen indiqué cible (CMI_cb) du moteur thermique.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un cycle d'hystérésis (C_hys) est configuré pour gérer un passage d'une cartographie (Ci) à une autre, de sorte que la sélection d'une cartographie (Ci) dépend d'une évolution du couple (CMI) du moteur thermique (1).
  4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un cycle d'hystérésis (C_hys) entre deux cartographies (Ci) comporte un seuil de couple montant (Sh) et un seuil de couple descendant (Sb).
  5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le seuil de couple montant (Sh) et le seuil de couple descendant (Sb) dépendent d'une vitesse de rotation du moteur thermique (1).
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un filtre temporel est configuré pour assurer un changement instantané de cartographie (Ci) lorsque le couple du moteur thermique augmente et un changement de cartographie (Ci) après une temporisation lorsque le couple du moteur thermique diminue.
  7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pompe à huile (6) est associée à une électrovanne proportionnelle (6.1).
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il met en œuvre quatre cartographies (C1-C4).
  9. Calculateur (20) comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en œuvre du procédé de pilotage d'une pompe à huile (6) régulée en pression tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  10. Moteur thermique (1) comportant un calculateur (20) tel que défini selon la revendication précédente.
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