WO2021228635A1 - Procede d'activation de systeme de rechauffage d'un circuit de carburant gazeux pour demarrages a froid - Google Patents

Procede d'activation de systeme de rechauffage d'un circuit de carburant gazeux pour demarrages a froid Download PDF

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Alain Lefebvre
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Renault S.A.S
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Definitions

  • TITLE PROCESS FOR ACTIVATION OF THE REHEATING SYSTEM OF A GAS FUEL CIRCUIT FOR COLD STARTS.
  • the present invention relates to an atmospheric or supercharged internal combustion engine.
  • the present invention relates more particularly to a heat engine comprising a carburetion based on liquid gas.
  • the present invention also relates to a dual-fuel thermal engine based on gasoline and liquid gas.
  • the present invention particularly relates to a strategy for activating a gas heater of a liquid gas-based fuel injection circuit.
  • the Euro7 standard requires, for example, to switch the heat engine equipped with gasoline and gas dual fuel, gas carburetion or LPG mode after 40 s. With current solutions, it is not possible to obtain gaseous LPG at this time, because the amount of heat supplied by the water to the engine is not sufficient.
  • a case of engine operation may pose a problem.
  • the case is the following: with a cold engine, the thermal power provided by the engine water being almost zero, it is not possible to vaporize the liquid LPG. It is therefore necessary to wait a relatively long time for the engine water to reach a sufficient temperature necessary for LPG vaporization, to be able to switch to LPG mode. This time (approximately 3 to 4 minutes) being much higher than that imposed by the standard (40 seconds), it is not possible with the current system to switch to LPG mode and to comply with the standard.
  • Publications propose to heat the gas by a heater added to a heat engine.
  • a drawback is that the heating can be moved away from the fuel injectors in the heat engine and as a result, there may be condensation, in particular upstream of the injectors, which adversely affects the operation of the engine.
  • Another drawback is the time it takes for the coolant to heat up in order to be able to heat the gas.
  • One drawback is the consumption of energy, particularly electrical energy for heating the liquid gas during cold starts of the thermal engine.
  • the aim of the invention is to remedy these problems and one of the objects of the invention is a gas supply circuit for a heat engine comprising a device for rapidly heating liquid gas according to an optimized actuation strategy.
  • the present invention relates more particularly to a strategy for activating a device for vaporizing liquid gas from a gas injection circuit of a heat engine of a motor vehicle, said circuit comprising a gas supply duct connected with a gas injection rail in which is arranged at least one gas injector which opens into an intake duct of the engine, said supply duct passing through a heat exchanger with an engine cooling circuit and opening into a device vaporization independent of the engine cooling circuit and arranged at the inlet of the injection rail,
  • the activation strategy allows the activation of the vaporization device cooperating with the cooling circuit, depending on the temperature of the liquid in the cooling circuit.
  • the liquid gas fuel feed pipe passes through a fuel vaporization device to bring it into the gas phase just before it is injected via the injectors into the intake channel.
  • the device is arranged at the inlet of the ramp to ensure optimum vaporization of the gas flow which passes through it and just before the injectors or as close as possible to the injectors to alleviate condensation problems in the ramp.
  • the vaporization device cooperates with the engine cooling circuit which makes it possible to reduce the energy consumption by said device.
  • the vaporization device is activated as a function of the temperature of the coolant to take into account all of the heat supplied to the liquid gas before it is injected into the engine.
  • the strategy authorizes the triggering of the vaporization device under the conditions of ambient temperature below an ambient temperature threshold, and of coolant temperature below a circuit temperature threshold.
  • the strategy allows triggering of the vaporization device upon verification of the following conditions:
  • the temperature of the coolant below a circuit temperature threshold, in order to significantly reduce the energy consumption of the vaporization device, in particular when the temperature of the coolant is above the circuit temperature threshold indicating for example a recent engine shutdown.
  • the strategy determines the necessary power demanded from the vaporization device per time interval.
  • the strategy updates the energy consumption of the vaporizer device at each time interval.
  • the strategy determines a variation over time of the energy consumption of the vaporization device.
  • the strategy determines a variation in the energy consumption of the vaporizer device to take into account engine heating. Said variation is a function of the motor load.
  • the strategy activates a determination of the heat input of the cooling circuit.
  • the strategy activates a determination of the heat input from the cooling circuit to the heating of the liquid gas at each step of determining the energy consumption of the vaporization device and thus to be able to significantly reduce said consumption.
  • the strategy determines the energy requirement to heat the gas.
  • the strategy proposes an estimate of the energy requirement to bring the gas from the liquid state to the gaseous state from an expander arranged at the outlet of a gas tank.
  • the strategy stops the vaporization device when a cooling circuit liquid temperature threshold is reached.
  • the strategy stops the vaporization device when the temperature of the liquid in the cooling circuit reaches a temperature threshold, which signifies a sufficient rise in temperature of the engine, the cooling circuit is then able to provide sufficient heat. to vaporize the liquid gas before it is injected into the engine.
  • the strategy reduces the energy consumption of the vaporization device in stages.
  • the strategy recommends a reduction in the energy consumption of the vaporization device, that is to say its efficiency in stages, taking into account the rise in temperature of the liquid in the cooling circuit.
  • the strategy stops the operation of the vaporization device when a time limit is reached.
  • the strategy stops the vaporization device when a time limit is reached so as not to deplete the electric battery. We can then send a malfunction signal.
  • FIG. 1 is a schematic view of a liquid gas supply circuit of a heat engine
  • FIG. 2 is a flowchart of operation according to the strategy of the invention.
  • upstream / downstream refer to a direction of gas flow in the supply circuit here.
  • the invention relates to an LPG fuel supply circuit which is an acronym for Liquefied Petroleum Gas which comprises butane or propane, for a heat engine of a motor vehicle, said circuit comprises a device for heating the liquid gas before it is injected. in the heat engine.
  • the invention relates to a strategy for optimizing the energy consumption required for said device.
  • the invention may also relate to an LPG fuel supply circuit for a heat engine with LPG fuel.
  • the invention may also relate to an LPG fuel supply circuit for a heat engine with dual fuel with LPG fuel and gasoline.
  • the description presents a device for vaporizing LPG gas with a filament, but it may be another gas heating device, for example a device composed of a thermal resistance, or an infrared heating system.
  • the strategy according to the invention can also relate to these types of heating systems.
  • the heat engine comprises a supply circuit 20 with LPG gas which successively comprises, depending on the direction of flow of the fuel, a gas tank 30, a pressure reducing valve 11 arranged at the outlet of the gas tank 30, and a supply conduit 31 for bringing said gas to an injection rail 32.
  • Said rail here has a substantially cylindrical shape delimiting a chamber 32 of the gases.
  • Fuel injectors 34 open into said gas chamber 32. The fuel injectors pass through the wall of the chamber to open into an intake distributor or supply channels (not shown) of the heat engine.
  • the gases can then be mixed with the intake air before entering an engine combustion chamber.
  • the heat engine comprises, in a known manner, a cooling circuit 35 in which a water-based cooling liquid circulates.
  • a cooling circuit 35 in which a water-based cooling liquid circulates.
  • the operation of the heat engine causes the various elements of the engine to be heated and therefore of the cooling liquid which is able to take a quantity of heat in contact with the hot zones of said elements of the engine. Some of the heat is then exchanged with the environment through a radiator. Said liquid therefore quickly reaches an operating temperature of the order of QO ⁇ .
  • the heating can be carried out by means of a heat exchanger 36 of the water-gas type connected on the one hand with the gas supply duct 31 and on the other hand with the cooling circuit 35, in which, in in our case, the cooling liquid gives up its heat to the gas, in particular for heating the gases.
  • the LPG gas fuel formed by a mixture of butane and liquid propane, is introduced into the engine through the supply line 31 which connects the regulator 11 to the injection rail 32.
  • the pressure the temperature downstream of the heat exchanger of the gas flow.
  • the mass flow rate of the gas flow can be measured using a flow meter or estimated from the pressure values upstream and downstream of the regulator.
  • the fuel passes through a liquid fuel vaporization device 10 arranged upstream of the injection rail 32.
  • the vaporization device is arranged as close as possible to the inlet of the injection rail, in particular as close as possible.
  • fuel injectors 34 in order to alleviate condensation problems likely to occur on the distance between said device and the injectors 34.
  • the vaporization device comprises an inlet duct 12, preferably of cylindrical tubular shape in the continuity of the supply duct 31.
  • the passage section of the inlet duct 12 may however be greater than the passage section of the supply duct 31 to increase the power of the vaporization device 10.
  • the passage duct 12 is capable of accommodating an element for heating the flow of gas passing therethrough.
  • the heating element is a heating cartridge 14 and has a necessary and sufficient heat output to allow the vaporization of the gas flow passing through it.
  • the length and / or the section of the passage duct as well as the calorific power of the heating element can be adapted to ensure vaporization of the gas flow at a specified mass flow rate.
  • the maximum heat output can, for example, be a function of the maximum mass flow rate of liquid gas as well as an ambient or external temperature set according to the presumed conditions of use of the engine.
  • the passage duct 12 comprises a thermal and electrical protection layer 12p in order on the one hand to reduce heat loss during the operation of said device and to electrically isolate the device from its driving environment.
  • the vaporization device 10 is an electrical device.
  • the vaporization is carried out thanks to the electric heating cartridge 14 in order to obtain, on the one hand, a controlled vaporization according to the operating conditions of the engine, on the other hand to be able to trigger the vaporization of the liquid gas even with a cold engine or during cold engine starts.
  • the electric heating cartridge 14 comprises one or more electric filaments 13 held in the chamber 12c of the inlet duct.
  • Each electric filament 13 can be wound around an axis substantially parallel to the axis of the inlet duct 12 to form an electric coil 15s or a solenoid and therefore has a gas passage section 15 'substantially parallel to the section of passage 12 'of the inlet duct.
  • the electric cartridge 14 can comprise several electric coils 15s of smaller passage section and distributed around the periphery of the chamber 12c of the inlet duct. We can thus increase the power of vaporization of the device 10.
  • the electric cartridge may consist of as many heating coils as necessary to ensure the necessary and sufficient heat input for vaporization of the LPG.
  • the passage section of the chamber 12c may be greater than the passage section of the supply duct and / or of the injection rail to accommodate the number of electric coils.
  • the electric cartridge 14 is connected to an electric battery (not shown) and to the control unit which also receives information on the temperature of the liquid from the cooling circuit 35.
  • the invention relates to a strategy for optimizing the operation of the heating device, in particular its consumption of energy, here electric.
  • the energy consumption by the vaporization device can be evaluated as closely as possible to the operating needs of the engine. To do this, we must constantly estimate the quantities of heat exchanged between the gas and the environment, here between the gas and its passage through the various heat exchange systems before it is injected into the engine.
  • the liquid gas is expanded from the pressure P 0 prevailing in the reservoir to the pressure prevailing in the supply pipe Pi ⁇ P2 and in the injection rail Pinj.
  • the pressures Po and Pinj are measured using a pressure sensor.
  • the water temperature T is measured by a system temperature sensor.
  • the flow rate of liquid passing through said exchanger downstream of the expansion valve is a fraction of the flow rate supplied by the water pump to ensure the cooling of the engine. In fact, part of the coolant flow can be taken from the cooling circuit intended for heating the gases in the exchanger.
  • This flow can be estimated from the equivalent sections of one branch coming from the water pump, another branch to the exchanger and the overall flow of the water pump.
  • the overall flow can be calculated by the motor control using the mechanical characteristics of the pump.
  • the water pump can be either mechanical (driven by the motor) or electric (driven by the motor control). In known manner, the liquid flow rate is generally already available in an engine control method.
  • the amount of heat transmitted to the gas can be estimated by thermal efficiency. It can be estimated from the geometric and thermal characteristics of the heat exchanger. It can be configured in the engine control process.
  • Q Qdet + Q1 + Q2 - Qwater
  • Qi rh LPG liq C p LPG liq (T 2 - T vap )
  • Q 2 m LPG liq L v Q1 being the quantity of heat necessary to heat the liquid from T 2 to 'at the vaporization temperature T vap ,
  • Q 2 being the quantity of heat necessary to vaporize it, equal to the product of the flow rate of liquid LPG by the latent heat of vaporization L v .
  • T vapor is the vaporization temperature of the gas, in a known manner provided by the vaporization curve of each liquid (propane and butane) at the pressure P 2 ⁇ Pinj.
  • the vaporization curves of butane and propane being different, it is necessary to carry out the calculations of the quantities of heat Q separately (Qp ropane and Q b u tane ) for each of the two compounds as a function of their mass fractions in the mixture.
  • the amount of heat to be supplied by the heater will be equal to the sum of the amounts of heat required for each compound.
  • the quantity of heat necessary for the vaporization device 10 therefore depends on the mass flow rate of LPG gas as well as on the temperature of the cooling liquid circulating in the cooling circuit 35.
  • the temperature of the coolant will increase and the heat transmitted to the gas stream as it passes through the heat exchanger will increase.
  • the quantity of heat necessary to vaporize in the vaporization device 10 will therefore decrease, in particular at a constant mass flow rate of gas, which may be the case for this period of vaporization subsequent to starting the engine.
  • the heating strategy 100 shown in the flowchart of FIG. 2 comprises a sequence for evaluating energy consumption by the vaporization device by time interval.
  • Strategy 100 consists of the following consecutive steps:
  • Said first step comprises two validation phases:
  • a first step 111 comprising a measurement of the ambient temperature and its comparison with an ambient temperature threshold. If the ambient temperature is lower than said ambient temperature threshold, we go to the next validation phase. If it is higher, it will not be necessary to activate the vaporization of the gases by the vaporization device;
  • a second validation step 112 comprising a measurement of the temperature of the cooling liquid and its comparison with a circulation temperature threshold.
  • a second activation phase 120 of the vaporization device comprising a measurement of the temperature of the cooling liquid and its comparison with a circulation temperature threshold.
  • the second phase comprises a series of sequences 121 for activating the vaporization device of duration equal to a time interval. It is possible to define a possible time horizon corresponding to the constraints of switching to gas fuel from the start of the engine. This horizon can be 40s. The time interval is then a fraction of this time horizon, for example 4 or 5s.
  • Each activation sequence 121 includes a step 122 of determining the amount of heat required for vaporization of the LPG fuel.
  • Said quantity of heating heat is calculated as a function of the mass flow rate of the gas flow, of the temperature of the coolant, with the introduction of the safety coefficient that will have been estimated during a period of tests and validation of the strategy. .
  • the determination step 122 therefore comprises the following sub-steps:
  • the amount of heat of vaporization is equal to the sum of the different amounts of heat mentioned above according to the equation [Math 4]
  • Each activation sequence 121 includes a step of determining the electrical heating intensity 123 for the electric cartridge.
  • the electric cartridge then receives an electrical charge whose intensity I is equal to the ratio of the quantity of heat required by the voltage at the terminals of the cartridge, taking into account the thermal efficiency of said cartridge:
  • scartouche where scartouche is the thermal efficiency of the electric cartridge.
  • the heating power or the intensity of the cartridge 14 of the vaporization device remains constant and equal to the estimated value.
  • the running engine causes the temperature of the liquid in the cooling circuit to rise. This leads to an increase in the heat exchanged at the level of the heat exchanger 36 and therefore an estimated value of the heating power or of the electrical intensity of the electric cartridge which may be less at the following time interval with a constant load of the motor.
  • a third verification phase 130 with a measurement of the temperature of the liquid of the engine cooling circuit.
  • the activation of the vaporization is stopped.
  • the engine cooling circuit 35 is then able to heat the liquid gas and bring it into the vapor phase when it is injected into the heat engine.
  • the strategy ensures optimal admission of LPG gases into the heat engine.
  • the strategy for activating the LPG gas vaporization device allows consumption to be as close as possible to the vaporization needs of said LPG gas before it is injected into the heat engine. It is thus not necessary to use the maximum heating power of the cartridge to achieve vaporization of the LPG gas and the circuit temperature threshold.
  • a vaporization strategy can be defined with fixed values of energy consumption or heating or vaporization power levels.

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Abstract

Stratégie d'activation d'un dispositif de vaporisation (10) de gaz liquide d'un circuit d'injection de gaz d'un moteur thermique de véhicule automobile, ledit circuit comprenant un conduit d'alimentation de gaz (31) connecté avec une rampe d'injection (32) de gaz dans laquelle est agencé au moins un injecteur de gaz qui débouche dans un canal d'admission du moteur, ledit conduit d'alimentation traversant un échangeur de chaleur (36) avec un circuit de refroidissement (35) du moteur et débouchant dans le dispositif de vaporisation (10) indépendant du circuit de refroidissement (35) du moteur et agencé en entrée de la rampe d'injection (32), Caractérisé en ce que la stratégie d'activation autorise l'activation du dispositif de vaporisation (10) coopérant avec le circuit de refroidissement (35), en fonction de la température du liquide du circuit de refroidissement (35).

Description

TITRE : PROCEDE D’ACTIVATION DE SYSTEME DE RECHAUFFAGE D’UN CIRCUIT DE CARBURANT GAZEUX POUR DEMARRAGES A FROID.
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne un moteur à combustion interne atmosphérique ou suralimenté.
La présente invention concerne plus particulièrement un moteur thermique comportant une carburation à base de gaz liquide.
La présente invention concerne aussi un moteur thermique à bicarburation à base d’essence et de gaz liquide.
La présente invention concerne particulièrement une stratégie d’activation d’un réchauffeur de gaz d’un circuit d’injection de carburant à base de gaz liquide.
Etat de la technique
Pour améliorer la qualité de l’air, les véhicules automobiles équipés d’un moteur thermique ou à combustion interne doivent vérifier des normes d’antipollution, notamment des normes européennes d’émission, dites normes Euro qui sont des règlements de l'Union européenne fixant les limites maximales de rejets polluants pour les véhicules roulants. Lesdites normes sont de plus en plus strictes s'appliquant aux véhicules neufs. Leur objectif est de réduire la pollution atmosphérique due au transport routier.
Pour les moteurs thermiques à bicarburation essence et gaz liquide qui comprend un mélange butane et propane, il est connu d’utiliser le carburant souhaité en fonction des conditions de fonctionnement. Ainsi il est connu de démarrer le moteur en mode essence. Le moteur monte alors en température et notamment le liquide du circuit de refroidissement. Ce liquide peut être amené vers le circuit d’alimentation en gaz liquide, notamment vers un détendeur disposé en sortie d’un réservoir de gaz liquide, pour chauffer le gaz et préparer la bascule en carburation gaz liquide. Le détendeur dispose d’un système de réchauffage par l’eau moteur, qui va permettre de récupérer une partie de la puissance thermique apportée par l’eau au GPL liquide pour le vaporiser.
En particulier, il est nécessaire de s’assurer que les températures moteur sont suffisantes pour que le carburant liquide soit vaporisé au niveau de l’admission dans le moteur, notamment dans un détendeur.
La norme Euro7 impose par exemple de basculer le moteur thermique équipé en bicarburation essence et gaz, en carburation gaz ou mode GPL après 40 s. Avec les solutions actuelles, il n’est pas possible d’obtenir du GPL gazeux à cet instant, car la quantité de chaleur apportée par l’eau du moteur n’est pas suffisante.
Un cas de fonctionnement du moteur peut par exemple poser un problème. Le cas est le suivant : avec un moteur froid, la puissance thermique apportée par l’eau moteur étant quasiment nulle, il n’est pas possible de vaporiser le GPL liquide. Il faut donc attendre un temps relativement long pour que l’eau moteur atteigne une température suffisante et nécessaire à la vaporisation du GPL, pour pouvoir basculer en mode GPL. Ce temps (environ 3 à 4 minutes) étant très supérieur à celui imposé par la norme (40 secondes), il n’est pas possible avec le système actuel de basculer en mode GPL et de respecter la norme.
Des publications proposent de chauffer le gaz par un dispositif de chauffage ajouté à un moteur thermique.
La publication US6976455-A1 écrit un système de chauffage de gaz GPL disposé directement dans le détendeur et comprenant une boucle du circuit de refroidissement du moteur.
Un inconvénient est que le chauffage peut être éloigné des injecteurs de carburant dans le moteur thermique et de ce fait, on peut avoir des condensations notamment en amont des injecteurs, nuisant le fonctionnement du moteur.
Un autre inconvénient est le temps de montée en température du liquide de refroidissement pour pouvoir chauffer le gaz.
Il est aussi connu de disposer des résistances chauffantes directement dans une rampe d’injection de gaz.
Un inconvénient est la consommation d’énergie notamment électrique pour le chauffage du gaz liquide lors des démarrages à froid du moteur thermique.
Le but de l’invention est de remédier à ces problèmes et un des objets de l’invention est un circuit d’alimentation en gaz de moteur thermique comprenant un dispositif de chauffe rapide de gaz liquide selon une stratégie d’actionnement optimisée.
Présentation de l’invention
La présente invention concerne plus particulièrement une stratégie d’activation d’un dispositif de vaporisation de gaz liquide d’un circuit d’injection de gaz d’un moteur thermique de véhicule automobile, ledit circuit comprenant un conduit d’alimentation de gaz connecté avec une rampe d’injection de gaz dans laquelle est agencé au moins un injecteur de gaz qui débouche dans un canal d’admission du moteur, ledit conduit d’alimentation traversant un échangeur de chaleur avec un circuit de refroidissement du moteur et débouchant dans un dispositif de vaporisation indépendant du circuit de refroidissement du moteur et agencé en entrée de la rampe d’injection,
Caractérisé en ce que la stratégie d’activation autorise l’activation du dispositif de vaporisation coopérant avec le circuit de refroidissement, en fonction de la température du liquide du circuit de refroidissement.
De manière avantageuse, le conduit d’alimentation du carburant gaz liquide passe par un dispositif de vaporisation du carburant pour l’amener en phase gazeuse juste avant son injection via les injecteurs dans le canal d’admission. Le dispositif est agencé à l’entrée de la rampe pour assurer une vaporisation optimale du flux de gaz qui le traverse et juste avant les injecteurs ou au plus proche des injecteurs pour pallier des problèmes de condensation dans la rampe. Le dispositif de vaporisation coopère avec le circuit de refroidissement du moteur ce qui permet de réduire la consommation d’énergie par ledit dispositif. Le dispositif de vaporisation est activé en fonction de la température du liquide de refroidissement pour une prise en compte de la totalité de chaleur apportée au gaz liquide avant son injection dans le moteur.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention ;
-la stratégie autorise le déclenchement du dispositif de vaporisation sous les conditions de température ambiante inférieure à un seuil de température ambiante, et de température de liquide de refroidissement inférieure à un seuil de température de circuit.
De manière avantageuse, la stratégie autorise le déclenchement du dispositif de vaporisation à la vérification des conditions suivantes :
-de la température ambiante inférieure à un seuil de température ambiante,
-de la température du liquide de refroidissement inférieure à un seuil de température de circuit, afin de réduire de façon conséquente la consommation d’énergie du dispositif de vaporisation, notamment quand la température du liquide de refroidissement est supérieure au seuil de température de circuit indiquant par exemple un récent arrêt du moteur.
-la stratégie détermine la puissance nécessaire demandée au dispositif de vaporisation par intervalle de temps.
De manière avantageuse, la stratégie réactualise la consommation d’énergie du dispositif de vaporisation à chaque intervalle de temps.
-la stratégie détermine une variation par rapport au temps de la consommation d’énergie du dispositif de vaporisation.
De manière avantageuse, la stratégie détermine une variation de la consommation d’énergie du dispositif de vaporisation pour prendre en compte réchauffement du moteur. Ladite variation est fonction de la charge moteur.
-la stratégie active une détermination de l’apport calorifique du circuit de refroidissement.
De manière avantageuse, la stratégie active une détermination de l’apport calorifique du circuit de refroidissement au chauffage du gaz liquide à chaque étape de détermination de la consommation énergétique du dispositif de vaporisation et ainsi de pouvoir réduire sensiblement ladite consommation.
-la stratégie détermine le besoin d’énergie pour chauffer le gaz.
De manière avantageuse, la stratégie propose une estimation du besoin d’énergie pour amener le gaz de l’état liquide à l’état gazeux depuis un détendeur agencé à la sortie d’un réservoir de gaz.
-la stratégie arrête le dispositif de vaporisation à l’atteinte d’un seuil de température de liquide du circuit de refroidissement. De manière avantageuse, la stratégie arrête le dispositif de vaporisation lorsque la température du liquide dans le circuit de refroidissement atteint un seuil de température, ce qui signifie une montée en température suffisante du moteur, le circuit de refroidissement est alors apte à apporter suffisamment de chaleur pour vaporiser le gaz liquide avant son injection dans le moteur.
-la stratégie réduit la consommation d’énergie du dispositif de vaporisation par paliers.
De manière avantageuse, la stratégie préconise une réduction de la consommation d’énergie du dispositif de vaporisation, c’est-à-dire de son efficacité par palier en tenant compte de la montée en température du liquide dans le circuit de refroidissement.
-la stratégie arrête le fonctionnement du dispositif de vaporisation à l’atteinte d’un seuil limite de temps.
De manière avantageuse et sécuritaire, la stratégie arrête le dispositif de vaporisation à l’atteinte d’un seuil limite de temps pour ne pas épuiser la batterie électrique. On pourra envoyer alors un signal de dysfonctionnement.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
[Fig. 1] est une vue schématique d’un circuit d’alimentation de gaz liquide d’un moteur thermique
[Fig. 2] est un logigramme de fonctionnement selon la stratégie de l’invention.
Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.
Les termes amont/aval se réfèrent à un sens de circulation des gaz dans le circuit ici d’alimentation.
L’invention concerne un circuit d’alimentation de carburant GPL qui est un acronyme pour Gaz de Pétrole Liquéfié qui comprend du butane ou du propane, pour un moteur thermique de véhicule automobile, ledit circuit comprend un dispositif de chauffage du gaz liquide avant son injection dans le moteur thermique. L’invention concerne une stratégie d’optimisation de la consommation d’énergie nécessaire audit dispositif.
L’invention peut aussi concerner un circuit d’alimentation de carburant GPL pour un moteur thermique avec un carburant GPL.
L’invention peut également concerner un circuit d’alimentation de carburant GPL pour un moteur thermique avec une bicarburation avec un carburant GPL et essence. La description présente un dispositif de vaporisation de gaz GPL avec un filament mais il peut s’agir d’un autre dispositif de chauffage de gaz, par exemple un dispositif composé d’une résistance thermique, ou un système de chauffage par infrarouge. La stratégie selon l’invention peut concerner également ces types de systèmes de chauffage.
Comme représenté en figure 1 , le moteur thermique comporte un circuit d’alimentation 20 en gaz GPL qui comprend successivement selon le sens de circulation du carburant un réservoir de gaz 30, un détendeur 11 agencé à la sortie du réservoir de gaz 30, et un conduit d’alimentation 31 d’amener dudit gaz jusqu’à une rampe d’injection 32. Ladite rampe présente ici une forme sensiblement cylindrique délimitant une chambre 32 des gaz. Dans ladite chambre des gaz 32, débouchent des injecteurs de carburant 34. Les injecteurs de carburant traversent la paroi de la chambre pour déboucher dans un répartiteur d’admission ou des canaux d’alimentation (non représentés) du moteur thermique.
Les gaz peuvent alors être mélangés avec de l’air d’admission avant d’entrer dans une chambre à combustion du moteur.
Le moteur thermique comporte de manière connue un circuit de refroidissement 35 dans lequel circule un liquide de refroidissement à base d’eau. Lorsque le moteur est à froid, ledit liquide de refroidissement est à une température donnée, proche de la température ambiante du moteur.
Le fonctionnement du moteur thermique entraîne réchauffement des différents éléments du moteur et donc du liquide de refroidissement qui est apte à prélever une quantité de chaleur au contact des zones chaudes desdits éléments du moteur. Une partie de la chaleur est échangée ensuite avec l’environnement au niveau d’un radiateur. Ledit liquide atteint donc rapidement une température de fonctionnement de l’ordre de QOΌ.
Il est connu de recourir à ce liquide de refroidissement pour chauffer le conduit d’alimentation 31 en aval du détendeur 11 . Ledit chauffage peut être juste en aval dudit détendeur 11 comme représenté en figure 1.
Par exemple, le chauffage peut être effectué grâce à un échangeur de chaleur 36 de type eau- gaz connecté d’une part avec le conduit d’alimentation des gaz 31 et d’autre part avec le circuit de refroidissement 35, dans lequel, dans notre cas, le liquide de refroidissement cède de sa chaleur au gaz, notamment pour le chauffage des gaz.
Le carburant de gaz GPL, formé par un mélange de butane et de propane liquide, est introduit dans le moteur grâce au conduit d’alimentation 31 qui connecte le détendeur 11 à la rampe d’injection 32.
Le flux de gaz GPL présente des caractéristiques qui peuvent être mesurées à l’aide de capteurs ou estimées à partir d’autres caractéristiques et qui sont dans une liste comprenant :
-La pression, la température, le débit massique avant le détendeur du flux de gaz,
-La pression, la température en aval du détendeur du flux de gaz,
-La pression, la température en aval de l’échangeur de chaleur du flux de gaz. Par exemple, le débit massique du flux de gaz peut être mesuré à l’aide d’un débitmètre ou estimé issu des valeurs de pressions en amont et en aval du détendeur.
Le carburant traverse un dispositif de vaporisation 10 du carburant liquide agencé en amont de la rampe d’injection 32. De manière préférentielle, le dispositif de vaporisation est agencé au plus près de l’entrée de la rampe d’injection, notamment au plus près des injecteurs de carburant 34, afin de pallier des problèmes de condensation susceptibles de se produire sur la distance entre ledit dispositif et les injecteurs 34.
Le dispositif de vaporisation comprend un conduit d’entrée 12, de manière préférentielle, de forme tubulaire cylindrique dans la continuité du conduit d’alimentation 31.
La section de passage du conduit d’entrée 12 peut cependant être supérieure à la section de passage du conduit d’alimentation 31 pour augmenter la puissance du dispositif de vaporisation 10.
Selon un mode de réalisation, le conduit de passage 12 est apte à loger un élément de chauffage du flux de gaz le traversant. L’élément de chauffage est une cartouche de chauffage 14 et présente une puissance calorifique nécessaire et suffisante pour permettre la vaporisation du flux de gaz le traversant. La longueur et/ou la section du conduit de passage ainsi que la puissance calorifique de l’élément chauffant peuvent être adaptés pour assurer une vaporisation du flux de gaz selon un débit massique précisé. La puissance calorifique maximale peut être par exempte fonction du débit massique maximal de gaz liquide ainsi que d’une température ambiante ou extérieure fixée selon les conditions d’utilisation présumées du moteur.
Le conduit de passage 12 comprend une couche de protection thermique 12p et électrique afin d’une part de réduire les pertes de chaleur lors du fonctionnement dudit dispositif et d’isoler électriquement le dispositif de son environnement moteur.
De manière préférentielle, le dispositif de vaporisation 10 est un dispositif électrique. La vaporisation est effectuée grâce à la cartouche de chauffage électrique 14 afin d’obtenir d’une part une vaporisation contrôlée en fonction de conditions de fonctionnement du moteur, d’autre part de pouvoir déclencher la vaporisation du gaz liquide même avec un moteur froid ou lors de démarrages à froid du moteur.
Selon un mode de réalisation, la cartouche de chauffage électrique 14 comprend un ou plusieurs filaments électriques 13 maintenu dans la chambre 12c du conduit d’entrée.
Chaque filament électrique 13 peut être enroulé autour d’un axe sensiblement parallèle à l’axe du conduit d’entrée 12 pour former un serpentin électrique 15s ou un solénoïde et présente donc une section de passage des gaz 15’ sensiblement parallèle à la section de passage 12’ du conduit d’entrée.
Selon un autre mode de réalisation selon la figure 3, la cartouche électrique 14 peut comprendre plusieurs serpentins électriques 15s de moindre section de passage et répartis en périphérie de la chambre 12c du conduit d’entrée. On peut ainsi accroître la puissance de vaporisation du dispositif 10. La cartouche électrique pourra être constituée d’autant de serpentins chauffants que nécessaires pour assurer l’apport calorifique nécessaire et suffisant à la vaporisation du GPL. La section de passage de la chambre 12c peut être supérieure à la section de passage du conduit d’alimentation et/ou de la rampe d’injection pour accueillir le nombre de serpentins électriques.
La cartouche électrique 14 est reliée à une batterie électrique (non représentée) et à l’unité de contrôle qui reçoit également une information de la température du liquide du circuit de refroidissement 35.
L’invention concerne une stratégie d’optimisation du fonctionnement du dispositif de chauffage notamment de sa consommation d’énergie, ici électrique.
Selon un mode de réalisation préféré, on peut évaluer la consommation d’énergie par le dispositif de vaporisation au plus près des besoins de fonctionnement du moteur. Pour ce faire, on doit estimer à chaque instant les quantités de chaleur échangées entre le gaz et l’environnement, ici entre le gaz et son passage au travers des différents systèmes d’échange de chaleur avant son injection dans le moteur.
Selon le sens d’écoulement du flux de gaz GPL liquide, on peut déterminer les quantités d’énergie apportées audit flux avec les différents échanges de chaleur qui sont principalement :
-la quantité de chaleur nécessaire à la détente du gaz au niveau du détenteur 11 ,
-la quantité de chaleur échangée avec le liquide de refroidissement dans l’échangeur de chaleur 36,
-la quantité de chaleur nécessaire à la vaporisation au passage du dispositif de vaporisation 10. a. Au niveau du détendeur, le gaz liquide est détendu de la pression P0 régnant dans le réservoir à la pression régnant dans le conduit d’alimentation Pi~P2 et dans la rampe d’injection Pinj. Les pressions Po et Pinj sont mesurées à l’aide d’un capteur de pression.
Il est donc possible de calculer l’énergie absorbée par la détente du propane et du butane et d’en déduire la température en sortie de vapo-détendeur.
[Math 1]
Figure imgf000009_0001
b. Au niveau de l’échangeur de chaleur, une certaine quantité de chaleur est apportée du liquide de refroidissement vers le gaz.
Cette quantité de chaleur peut être estimée à l’aide de la formule :
[Math 2] Qeau rideau ^p eau ( eau ^2)
La température Teau est mesurée par un capteur de température système.
Le débit de liquide passant dans ledit échangeur en aval du détendeur est une fraction du débit fourni par la pompe à eau pour assurer le refroidissement du moteur. En effet une partie du débit de liquide de refroidissement peut être prélevé sur le circuit de refroidissement à destination du chauffage des gaz dans l’échangeur.
Ce débit peut être estimé à partir des sections équivalentes d’une branche venant de la pompe à eau, d’une autre branche à l’échangeur et du débit global de la pompe à eau. Le débit global peut-être calculé par le contrôle moteur à l’aide des caractéristiques mécaniques de la pompe.
La pompe à eau peut être soit mécanique (entraînée par le moteur) ou électrique (pilotée par le contrôle moteur). De manière connue, le débit de liquide est généralement déjà disponible dans un procédé de contrôle moteur.
La quantité de chaleur transmise au gaz peut être estimée par une efficacité thermique. Elle peut être estimée à partir des caractéristiques géométriques et thermiques de l’échangeur de chaleur. Elle est paramétrable dans le procédé de contrôle moteur.
[Math 3]
Figure imgf000010_0001
On peut alors estimer simplement la température du gaz en sortie de l’échangeur T2 et la quantité de chaleur échangée Qeau c. Au niveau du dispositif de vaporisation, la quantité de chaleur manquante ou restante Q doit être apportée par la cartouche de chauffage.
Elle est obtenue suivant l’équation :
[Math 4]
Q = Qdet + Q1 + Q2 - Qeau où Qi = rhGPL liqCp GPL liq(T2 - Tvap) et Q2 = mGPL liqLv Q1 étant la quantité de chaleur nécessaire pour réchauffer le liquide de T2 jusqu’à la température de vaporisation Tvap,
Q2 étant la quantité de chaleur nécessaire pour le vaporiser, égale au produit du débit de GPL liquide par la chaleur latente de vaporisation Lv.
Tvap est la température de vaporisation du gaz, de manière connue fournie par la courbe de vaporisation de chaque liquide (Propane et butane) à la pression P2~ Pinj. Les courbes de vaporisation du butane et du propane étant différentes, il est nécessaire de réaliser les calculs des quantités de chaleur Q séparément (Qpropane et Q butane) pour chacun des deux composés en fonction de leurs fractions massiques dans le mélange.
La quantité de chaleur à apporter par le réchauffeur sera égale à la somme des quantités de chaleur nécessaire pour chaque composé.
[Math 5]
Qtot = Qpropane + Qbutane
Le propane étant naturellement gazeux à faible pression, il sera avantageux de considérer que Qpropane =0 quand cette condition est réalisée (P<PVaP), de manière à éviter des calculs inutiles par le contrôle moteur.
Compte-tenu des incertitudes et de la précision des mesures de débit et de température et de l’estimation de l’efficacité thermique, il sera nécessaire d’utiliser un coefficient de sécurité k.
Ce coefficient sera calibré lors des travaux de mise au point.
La quantité de chaleur nécessaire au dispositif 10 de vaporisation est donc fonction du débit massique de gaz GPL ainsi que de la température du liquide de refroidissement circulant dans le circuit de refroidissement 35.
Depuis le démarrage du moteur, la température du liquide de refroidissement va augmenter et la chaleur transmise au flux de gaz lors de son passage au travers de l’échangeur de chaleur va augmenter.
La quantité de chaleur nécessaire pour vaporiser dans le dispositif de vaporisation 10 va donc diminuer, notamment à débit massique constant de gaz, ce qui peut être le cas pour cette période de vaporisation consécutive au démarrage du moteur.
De manière préférentielle, la stratégie de chauffage 100 représentée dans le logigramme de la figure 2 comprend une séquence d’évaluation de consommation d’énergie par le dispositif de vaporisation par intervalle de temps.
La stratégie 100 comprend les étapes consécutives suivantes :
-une première phase de validation 110 des conditions de démarrage de la vaporisation des gaz par le dispositif de vaporisation 10. Ladite première étape comprend deux phases de validation :
-une première étape 111 comportant une mesure de la température ambiante et sa comparaison vis-à-vis d’un seuil de température ambiante. Si la température ambiante est inférieure audit seuil de température ambiante, on passe à la phase de validation suivante. Si elle est supérieure, il ne sera pas nécessaire d’activer la vaporisation des gaz par le dispositif de vaporisation ;
-une seconde étape 112 de validation comportant une mesure de la température du liquide de refroidissement et sa comparaison vis-à-vis d’un seuil de température de circulation. -une deuxième phase d’activation 120 du dispositif de vaporisation.
La deuxième phase comprend une suite de séquences 121 d’activation du dispositif de vaporisation de durée égale à un intervalle de temps. On pourra définir un horizon de temps possible correspondant aux contraintes de bascule vers le carburant gaz à partir du démarrage du moteur. Cet horizon peut être de 40s. L’intervalle de temps est alors une fraction de cet horizon temporel par exemple de 4 ou 5s.
Chaque séquence d’activation 121 comprend une étape de détermination 122 de la quantité de chaleur nécessaire pour la vaporisation du carburant GPL.
Ladite quantité de chaleur de chauffage est calculée en fonction du débit massique du flux de gaz, de la température du liquide de refroidissement, avec l’introduction du coefficient de sécurité que l’on aura estimé pendant une période de tests et validation de la stratégie.
Ladite quantité de chaleur de vaporisation est déterminée grâce aux équations présentées ci- avant. L’étape de détermination 122 comprend donc les sous-étapes suivantes :
-une sous-étape de détermination 1221 de la quantité de chaleur nécessaire pour la détente du gaz,
-une sous-étape de détermination de la quantité de chaleur 1222 au niveau de l’échangeur 36 apportée par le circuit de refroidissement 35,
-une sous-étape de détermination 1223 de la quantité de chaleur Q1 nécessaire pour amener le gaz GPL jusqu’à la température de vaporisation,
-une sous-étape de détermination de la quantité de chaleur 1224 de changement de phase du carburant.
La quantité de chaleur de vaporisation est égale à la somme des différentes quantités de chaleur citées ci-avant selon l’équation [Math 4]
Chaque séquence d’activation 121 comprend une étape de détermination de l’intensité 123 électrique de chauffe pour la cartouche électrique. La cartouche électrique reçoit alors une charge électrique dont l’intensité I est égal au rapport de la quantité de chaleur nécessaire par la tension aux bornes de la cartouche en tenant compte d’une efficacité thermique de ladite cartouche :
[Math 6]
/ = Q / U . scartouche où scartouche est l’efficacité thermique de la cartouche électrique.
Pendant l’intervalle de temps, la puissance de chauffage ou l’intensité de la cartouche 14 du dispositif de vaporisation reste constante et égale à la valeur estimée.
Le moteur fonctionnant entraîne la montée en température du liquide dans le circuit de refroidissement. Ce qui entraîne une augmentation de la chaleur échangée au niveau de l’échangeur de chaleur 36 et donc une valeur estimée de la puissance de chauffage ou de l’intensité électrique de la cartouche électrique qui peut être inférieure à l’intervalle de temps suivant avec une charge constante du moteur.
-une troisième phase de vérification 130 avec une mesure de la température du liquide du circuit de refroidissement du moteur.
Si ladite température est inférieure au seuil de température de circuit, on effectue une autre étape d’activation du dispositif de vaporisation.
On peut également vérifier que l’activation du dispositif de vaporisation du gaz GPL n’excède pas un seuil de temps compatible avec les contraintes de bascule vers le carburant gaz GPL.
Le cas échéant, on peut soit continuer l’activation dudit dispositif, soit l’arrêter mais en émettant un signal de dysfonctionnement.
Si ladite température est au-dessus du seuil de température de circuit, on arrête alors l’activation de la vaporisation. Le circuit de refroidissement 35 du moteur est alors apte à chauffer le gaz liquide et l’amener en phase vapeur à son injection dans le moteur thermique.
Selon un autre mode réalisation, on peut avoir des intervalles de temps variables pour améliorer la montée en température du liquide de refroidissement.
Selon un autre mode de réalisation, on peut avoir des activations du dispositif de vaporisation par paliers de consommation d’énergie prédéfinis. Ainsi on chauffera davantage dans les premiers instants d’activation de la vaporisation et moins ensuite.
L’objectif est atteint :
Lastratégie permet d’assurer une admission optimale des gaz GPL dans le moteur thermique.
La stratégie d’activation du dispositif de vaporisation du gaz GPL permet une consommation au plus près des besoins de la vaporisation dudit gaz GPL avant son injection dans le moteur thermique. Il n’est ainsi pas nécessaire d’user de la puissance maximale de chauffe de la cartouche pour atteindre la vaporisation du gaz GPL et le seuil de température de circuit.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette prise, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes.
On peut par exemple définir une stratégie de vaporisation avec des valeurs fixes de paliers de consommation d’énergie ou de puissance de chauffage ou de vaporisation.

Claims

Revendications
1. Stratégie d’activation d’un dispositif de vaporisation (10) de gaz liquide d’un circuit d’injection de gaz d’un moteur thermique de véhicule automobile, ledit circuit comprenant un conduit d’alimentation de gaz (31) connecté avec une rampe d’injection (32) de gaz dans laquelle est agencé au moins un injecteur de gaz qui débouche dans un canal d’admission du moteur, ledit conduit d’alimentation traversant un échangeur de chaleur (36) avec un circuit de refroidissement (35) du moteur et débouchant dans le dispositif de vaporisation (10) indépendant du circuit de refroidissement (35) du moteur et agencé en entrée de la rampe d’injection (32) ,
Caractérisé en ce que la stratégie d’activation autorise l’activation du dispositif de vaporisation (10) coopérant avec le circuit de refroidissement (35), en fonction de la température du liquide du circuit de refroidissement (35).
2. Stratégie d’activation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la stratégie autorise le déclenchement du dispositif de vaporisation (10) sous les conditions de température ambiante inférieure à un seuil de température ambiante.
3. Stratégie d’activation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la stratégie autorise le déclenchement du dispositif de vaporisation (10) sous les conditions de température de liquide de refroidissement inférieure à un seuil de température de circuit.
4. Stratégie d’activation selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la stratégie détermine une variation par rapport au temps de la puissance de vaporisation du dispositif de vaporisation (10).
5. Stratégie d’activation selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la stratégie détermine la puissance de vaporisation du dispositif de vaporisation (10) par paliers.
6. Stratégie d’activation selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la stratégie détermine la puissance requise par le dispositif de vaporisation (10) par intervalle de temps.
7. Stratégie d’activation selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la stratégie active une étape de détermination (1222) de l’apport calorifique du circuit de refroidissement (35).
8. Stratégie d’activation selon l’une quelconques des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la stratégie active une étape de détermination (122) du besoin d’énergie pour chauffer le gaz en fonction du débit massique de gaz et de la température du liquide de refroidissement.
9. Stratégie d’activation selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la stratégie arrête le dispositif de vaporisation (10) à l’atteinte d’un seuil de température de liquide du circuit de refroidissement (35).
10. Stratégie d’activation selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la stratégie arrête le fonctionnement du dispositif de vaporisation (10) à l’atteinte d’un seuil limite de temps.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023280393A1 (fr) * 2021-07-07 2023-01-12 Renault S.A.S Systeme de rechauffage d'un circuit de carburant gazeux pour demarrage

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6976455B2 (en) 2002-11-08 2005-12-20 Linde Aktiengesellschaft Fuel system for an LPG engine
US20060027216A1 (en) * 2004-06-17 2006-02-09 Fujitsu Ten Limited Heating system for liquefied gas fuel supply apparatus and fuel supply apparatus for liquefied gas engine
US20060054145A1 (en) * 2004-07-02 2006-03-16 Fujitsu Ten Limited Heating apparatus for liquefied gas fuel supply system
JP2008121645A (ja) * 2006-11-16 2008-05-29 Nikki Co Ltd エンジンのｌｐｇ燃料供給装置
EP3128166A1 (fr) * 2015-08-03 2017-02-08 Metatronix S.r.l. Système de conditionnement thermique d'un combustible gazeux

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6976455B2 (en) 2002-11-08 2005-12-20 Linde Aktiengesellschaft Fuel system for an LPG engine
US20060027216A1 (en) * 2004-06-17 2006-02-09 Fujitsu Ten Limited Heating system for liquefied gas fuel supply apparatus and fuel supply apparatus for liquefied gas engine
US20060054145A1 (en) * 2004-07-02 2006-03-16 Fujitsu Ten Limited Heating apparatus for liquefied gas fuel supply system
JP2008121645A (ja) * 2006-11-16 2008-05-29 Nikki Co Ltd エンジンのｌｐｇ燃料供給装置
EP3128166A1 (fr) * 2015-08-03 2017-02-08 Metatronix S.r.l. Système de conditionnement thermique d'un combustible gazeux

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023280393A1 (fr) * 2021-07-07 2023-01-12 Renault S.A.S Systeme de rechauffage d'un circuit de carburant gazeux pour demarrage

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