Domaine technique de l'invention

L'invention concerne un procédé d'évaluation de la qualité d'un carburant alimentant un moteur thermique.

L'invention a pour objet également un procédé de commande du moteur thermique qui comprend une phase au cours de laquelle le procédé d'évaluation est mis en œuvre, ainsi qu'une unité de commande mettant en œuvre l'un des procédés et un véhicule automobile comprenant une telle unité de commande.

État de la technique

Il est connu que les moteurs thermiques à combustion interne génèrent des gaz d'échappement polluants. Pour répondre aux normes d'homologation de plus en plus exigeantes, des dispositifs de posttraitement des gaz d'échappement issus du moteur thermique équipent le groupe motopropulseur le long de la ligne d'échappement.

Différentes stratégies existent pour la commande du moteur thermique et des dispositifs de post-traitement, relatives par exemple à des paramètres d'injection de carburant (avance à l'allumage, quantité de carburant, richesse du mélange air/carburant, pré-injection et/ou postinjection etc..) ou à des paramètres associés au moteur (consigne de régime, consigne de couple mécanique à délivrer, consigne d'accélération etc ..) et/ou au dispositif de post-traitement (conditions de mise en action, température de fonctionnement etc .).

Ces stratégies, notamment au démarrage du moteur, sont en particulier impactées par la qualité du carburant injecté dans le moteur thermique. Le carburant joue en effet un rôle important dans le bon fonctionnement du moteur. Sa composition influe sur la qualité de la combustion. L'une des propriétés importantes du carburant concerne sa volatilité qui est notamment définie par une courbe de distillation.

La figure 6 représente les courbes de distillation de deux carburants différents. Le pourcentage de distillation (en abscisse) à une température donnée (en ordonnée) entre différents carburants peut présenter de grandes disparités. Par exemple 100°C, un carburant peu volatile (courbe du dessus) n'a que par exemple environ 40% de composés évaporés alors qu'à cette même température, un carburant plus volatile (courbe du dessous) est par exemple distillé à 60% environ.

La courbe de distillation d'un carburant donné peut être divisée en trois parties qui impactent différemment le moteur :

une fraction de tête (partie de gauche) représente les composants les plus légers du carburant, i.e. ceux qui vont favoriser le temps et la qualité du démarrage à froid du moteur,

une fraction de cœur (partie centrale) impacte la robustesse du fonctionnement du moteur lors des décollages et des régimes transitoires,

et une fraction de queue (partie de droite) qui est synonyme d'un encrassement des bougies du moteur si la fraction de queue est faible. La figure 6 montre que certains carburants adoptent une pente de distillation différente dans la fraction de cœur par rapport à la fraction de tête.

Une solution actuelle afin de répondre aux problématiques de la volatilité des carburants est d'enrichir le mélange entre l'air d'admission et le carburant, afin de garantir un démarrage du moteur indépendamment de la qualité du carburant. Par contre, une telle stratégie a pour effet de pénaliser les démarrages du moteur et les réglages associés au moteur pour les carburants les plus volatiles, impliquant la génération d'une surconsommation de carburant et l'émission de produits polluants inutilement élevée.

Parvenir à une détermination de la volatilité du carburant a pour but d'optimiser les réglages associés au moteur afin de réduire au maximum la consommation de carburant et la pollution sans dégrader l'agrément délivré par le moteur et le bon fonctionnement du groupe motopropulseur.

Différentes stratégies existent déjà pour tenter de quantifier la volatilité des carburants mais ne donnent pas entière satisfaction. En particulier, elles présentent l'inconvénient d'être difficiles à mettre au point et d'être très peu reproductibles.

Le document FR-A1 -2918712 décrit un procédé de démarrage d'un moteur à combustion interne présentant des moyens pour adapter une quantité de carburant injectée en fonction d'une estimation de la volatilité basée sur la différence entre deux gradients de régime du moteur et tenant compte du couple de frottement du moteur. Le document FR-A1 -2935443 décrit un procédé d'ajustement d'un paramètre de combustion qui est fonction de la valeur du régime moteur, de la température du liquide de refroidissement du moteur et d'un indice de qualité de la prise de régime moteur.

Le document EP-A1 -1831524 décrit un procédé de détermination de la volatilité d'un carburant pour permettre le démarrage à froid du moteur, qui tient compte d'un pourcentage de richesse et de l'écart entre une valeur prévue et une valeur mesurée d'une qualité au démarrage.

Le document décrit EP-A1 -2037104 présente un procédé de reconnaissance de la volatilité du carburant pendant l'étape de postdémarrage. Ce procédé comprend une étape de réglage d'une valeur de richesse de mélange donnée correspondant à une valeur de volatilité donnée, une étape de calcul de l'écart entre la valeur de la variation temporelle de la vitesse angulaire du vilebrequin et une valeur limite prédéterminée, et une étape de détermination de la volatilité du carburant en fonction de cet écart.

Le document US6079396 décrit un procédé estimant la volatilité du carburant en fonction de la vitesse du moteur et ajustant la richesse du mélange air/carburant en fonction de cette volatilité.

Objet de l'invention

Le but de la présente invention est de proposer une solution de commande d'un moteur thermique qui remédie aux problématiques listées ci-dessus.

Notamment, un objet de l'invention est de fournir une solution d'évaluation de la qualité d'un carburant alimentant le moteur thermique qui soit simple, efficace, fiable, facile à mettre au point et aisément reproductible.

Un premier aspect de l'invention concerne un procédé d'évaluation de la qualité d'un carburant alimentant un moteur thermique, qui comprend : au démarrage du moteur, une étape de suivi des variations de la valeur prise, durant une période d'analyse, par au moins une grandeur représentative du couple mécanique délivré et/ou à délivrer par le moteur,

une étape d'élaboration, à partir des données obtenues à l'étape de suivi, d'un indice de qualité du carburant,

une étape de qualification qualitative d'une caractéristique physique associée au carburant, à partir de l'indice de qualité du carburant élaboré à l'étape d'élaboration, notamment à l'aide de critères qualitatifs prédéterminés de ladite caractéristique physique.

La période d'analyse peut débuter à un premier instant où le moteur présente un régime de pic transitoire entre une augmentation initiale de régime au démarrage depuis un régime nul du moteur, et une diminution initiale du régime du moteur au démarrage vers un régime de consigne de ralenti sensiblement stabilisé, et s'arrêter à un deuxième instant où la différence entre le régime instantané du moteur et le régime de consigne de ralenti est inférieure à un écart prédéterminé.

Le régime de consigne de ralenti peut dépendre de la température d'un liquide caloporteur de refroidissement du moteur.

La grandeur représentative du couple délivré par le moteur peut notamment correspondre au résultat d'un calcul d'un couple gaz produit par les combustions d'un mélange entre de l'air d'admission et le carburant dans les cylindres du moteur. L'étape de suivi peut comprendre une étape de calcul du couple gaz, à t=T

partir de la formule suivante : C _g = a.(N∑À _t .d _t + β).Ν ² ού N est le t=l

régime du moteur, a est un paramètre d'étalonnage, A _t est un coefficient de pondération, d _t représente la durée de la t' ^eme période d'un signal alternatif représentatif du régime instantané du moteur pendant une phase de « combustion-détente » d'un cylindre du moteur, β est une valeur d'apprentissage.

La grandeur représentative du couple à délivrer par le moteur peut aussi correspondre au couple nécessaire au moteur pour atteindre une consigne de couple en fonction du régime instantané du moteur. Ledit couple nécessaire peut être égal à la différence entre une accélération de consigne du moteur et une accélération instantanée du moteur. L'étape de suivi peut comprendre une répétition de la mise en œuvre des étapes successives suivantes à différents instants au cours de la période d'analyse :

détermination d'une consigne de dérivée de régime moteur, détermination d'une dérivée de régime réel du moteur,

calcul de la différence entre la consigne de dérivée de régime moteur et la dérivée de régime réel du moteur, cette différence étant représentative de la différence entre l'accélération de consigne du moteur et l'accélération instantanée du moteur.

La dérivée de régime réel du moteur peut être déterminée à partir d'une valeur de la dérivée de régime instantané du moteur et de la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur.

La consigne de dérivée de régime moteur peut être déterminée à partir de la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur, le pas de mise en œuvre de l'étape de détermination de la consigne de dérivée de régime moteur étant proportionnel au régime instantané du moteur.

A l'issue de chaque étape de calcul, le procédé peut comprendre une étape de détermination d'une quantité de carburant de consigne au démarrage en fonction du résultat de l'étape de calcul.

L'étape de détermination de la quantité de carburant de consigne au démarrage peut comprendre une étape d'établissement d'un facteur de correction de richesse au démarrage, à partir d'une cartographie prenant en entrée le résultat de l'étape de calcul et la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur.

La quantité de carburant de consigne au démarrage peut correspondre au produit entre le facteur de correction au démarrage et une quantité préétablie de carburant de consigne de base. A l'issue de l'étape de détermination de la quantité de carburant de consigne au démarrage, le procédé peut comprendre une étape d'injection d'une quantité de carburant correspondant soit à la quantité préétablie de carburant de consigne de base, soit à la quantité de carburant de consigne au démarrage.

La quantité de carburant injectée à l'étape d'injection peut correspondre à :

la quantité de carburant de consigne au démarrage tant que le régime instantané du moteur est inférieur ou égal à un premier seuil prédéterminé et/ou si le résultat de l'étape de calcul est inférieur ou égal à un deuxième seuil prédéterminé,

la quantité préétablie de carburant de consigne de base, sinon. L'étape d'élaboration de l'indice de qualité du carburant peut comprendre une étape d'intégration dans le temps, sur la période d'analyse, de la valeur prise par la grandeur représentative du couple mécanique délivré et/ou à délivrer par le moteur.

L'étape de qualification comprend une étape de comparaison entre l'indice de qualité du carburant élaboré à l'étape d'élaboration et au moins un seuil prédéterminé. Ledit au moins un seuil prédéterminé dépend éventuellement de la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur.

La caractéristique physique associée au carburant et qualifiée à l'étape de qualification peut aussi correspondre à la volatilité du carburant.

Le procédé peut comprendre :

au démarrage, une étape de surveillance des variations de la valeur prise, durant une période de surveillance, par une grandeur représentative de la différence entre l'accélération de consigne du moteur et l'accélération instantanée du moteur,

une étape d'élaboration, à partir des données issues de l'étape de surveillance, d'un indice de qualité de démarrage représentatif de performances du moteur durant son démarrage, notamment un rendement énergétique du moteur.

La période de surveillance peut être antérieure à la période d'analyse et correspondre à une durée séparant un premier instant où le moteur présente un régime nul et un deuxième instant où le moteur atteint le régime de pic transitoire.

L'indice de qualité de démarrage peut être égal au rapport entre les sommes positives et la valeur absolue des sommes négatives de la valeur prise par la grandeur représentative de la différence entre l'accélération de consigne du moteur et l'accélération instantanée du moteur.

Le procédé peut comprendre une étape de pondération de l'indice de qualité de démarrage, en fonction d'au moins une information représentative d'une condition du moteur au cours de la période de surveillance, notamment une température de l'air d'admission et/ou la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur, et/ou une étape de qualification d'une qualité de démarrage choisie, à partir de l'indice de qualité de démarrage élaboré, parmi des critères qualitatifs prédéterminés du démarrage, et/ou une étape de caractérisation, à partir de l'indice de qualité de démarrage, de frottements mécaniques internes du moteur et/ou de la volatilité du carburant.

La volatilité du carburant peut être obtenue par un abaque prenant en entrée l'indice de qualité de démarrage et la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur et fournissant en sortie la volatilité du carburant.

Le procédé peut comprendre une étape d'ajustement du résultat de l'étape de qualification de la caractéristique physique associée au carburant, à partir de l'indice de qualité de démarrage issu de l'étape d'élaboration et/ou de la qualité de démarrage issue de l'étape de qualification de la qualité du démarrage et/ou des frottements mécaniques internes du moteur et/ou de la volatilité du carburant issus de l'étape de caractérisation.

Un deuxième aspect de l'invention concerne un procédé de commande du moteur thermique qui comprend une phase au cours de laquelle le procédé d'évaluation est mis en œuvre et une phase de mise en œuvre d'un procédé de pilotage du moteur à partir des données issues du procédé d'évaluation.

Le procédé de pilotage peut comprendre une étape d'ajustement de paramètres de réglage associés au moteur, à partir de la qualification qualitative issue de l'étape de qualification, puis une étape d'application des réglages ajustés à ladite étape d'ajustement, ladite étape d'application étant mise en œuvre lors d'une phase de fonctionnement du moteur ultérieure audit démarrage et/ou lors d'un démarrage ultérieur du moteur.

Un troisième aspect de l'invention concerne une unité de commande électronique qui met en œuvre le procédé d'évaluation et/ou le procédé de commande.

Un quatrième aspect de l'invention concerne un véhicule automobile, comprenant un moteur thermique et une telle unité de commande électronique.

Un cinquième aspect de l'invention concerne un support d'enregistrement de données lisible par un calculateur, sur lequel est enregistré un programme informatique comprenant des moyens de codes de programme informatique de mise en œuvre des phases et/ou des étapes d'un tel procédé de commande et/ou d'évaluation.

Enfin, un sixième aspect de l'invention concerne un programme informatique comprenant un moyen de codes de programme informatique adapté à la réalisation des phases et/ou des étapes d'un tel procédé, lorsque le programme est exécuté par un calculateur. Description sommaire des dessins

D'autres avantages et caractéristiques assortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :

- les figures 1 à 3 illustrent les différentes phases et étapes d'un exemple de procédé de commande selon l'invention, incluant une phase de mise en œuvre d'un exemple de procédé d'évaluation selon l'invention,

- la figure 4 représente la courbe d'évolution dans le temps au démarrage d'une quantité injectée de carburant (courbe C1 ), d'une avance à l'allumage (courbe C2), d'une pression dans le collecteur (courbe C3), du régime moteur (courbe C4),

- la figure 5 représente la courbe d'évolution dans le temps au démarrage d'une consigne de dérivée de régime moteur (courbe C5), d'une dérivée de régime réel du moteur (courbe C6), de la différence entre les courbes C5 et C6 (courbe C7), du régime moteur (courbe C8), d'un facteur de correction de richesse au démarrage (courbe C9), d'une quantité préétablie de carburant de consigne de base (courbe C1 1 ) et d'une quantité de carburant de consigne au démarrage (courbe C10),

- et la figure 6 représente un exemple de deux courbes de distillation de deux carburants.

Description de modes préférentiels de l'invention

De manière générale, l'invention permet de réaliser et d'optimiser la commande d'un groupe motopropulseur ayant un moteur thermique alimenté par un carburant, par exemple de l'essence. Essentiellement, cette commande décrite ci-dessous permet de déterminer et utilise une qualité du carburant alimentant le moteur thermique, ce qui permet ensuite de réaliser un ajustement de réglages associés au moteur et un pilotage du moteur tenant compte de la qualité du carburant afin d'optimiser au mieux la consommation de carburant, l'agrément délivré par le moteur, la vitesse de montée en température du moteur et des dispositifs de post-traitement des gaz d'échappement issus du moteur, le niveau de pollution.

En référence à la figure 1 , le procédé de commande du moteur thermique comprend une première phase P1 au cours de laquelle un procédé d'évaluation de la qualité du carburant (étapes E1 à E9) est mis en œuvre puis une deuxième phase P2 éventuelle de mise en œuvre d'un procédé de pilotage (étapes 10 et 1 1 ) du moteur à partir des données issues de la première phase P1 , i.e. issues du procédé d'évaluation de la qualité du carburant.

Le procédé d'évaluation de la qualité du carburant mis en œuvre durant la première phase P1 comprend obligatoirement les étapes E6 à E8 décrites plus loin qui permettent, par l'intermédiaire d'un indice de qualité de carburant, de qualifier qualitativement au moins une caractéristique physique associée au carburant. Par contre, les étapes E1 à E5 décrites plus loin sont facultatives mais avantageuses : elles permettent d'évaluer, par l'intermédiaire d'un indice de qualité de démarrage, une qualité de démarrage du moteur, puis éventuellement d'ajuster (c'est-à-dire moduler, affiner, préciser), au cours d'une étape E9 et en fonction de la qualité de démarrage, la qualification qualitative de la caractéristique physique associée au carburant déterminée à l'étape E8. Les étapes E1 à E5 sont éventuellement mises en œuvre au moins partiellement préalablement à la mise en œuvre des étapes E6 et suivantes. De plus, le procédé de pilotage du groupe motopropulseur mis en œuvre durant la deuxième phase P2 ultérieure facultative, comprend une étape E10 d'ajustement de paramètres de réglage associés au moteur, à partir de la qualification qualitative du carburant issue de l'étape E8 de qualification (cette qualification de qualité du carburant étant éventuellement ajustée à l'étape E9 d'ajustement), puis une étape d'application E1 1 des réglages ajustés à cette étape E10 d'ajustement. L'étape E1 1 d'application est mise en œuvre lors d'une phase de fonctionnement du moteur ultérieure au démarrage et/ou lors d'un démarrage ultérieur du moteur, ce qui permet in fine de réaliser un pilotage du moteur en fonction de la caractéristique physique (notamment la volatilité) associée au carburant qualifiée qualitativement à l'étape E8.

Notamment, les paramètres de réglage ajustés à l'étape E10 d'ajustement comprennent la richesse du mélange entre l'air et le carburant alimentant le moteur thermique pour rendre les combustions robustes et/ou pour améliorer les démarrages suivants du moteur, un régime de consigne du moteur, une valeur de l'avance à l'allumage. Par exemple, la qualité qualifiée du carburant, éventuellement ajustée à l'étape E9 en fonction de la qualité de démarrage et/ou de l'indice de qualité de démarrage par exemple, permet finalement d'ajuster à l'étape E10 des réglages associés au moteur d'une manière garantissant un fonctionnement optimal du moteur avec la juste quantité de carburant nécessaire, en fonction de la qualité du carburant, notamment à partir de sa volatilité. En effet, la caractéristique physique associée au carburant qui est qualifiée qualitativement à l'étape E8 de qualification correspondra notamment (mais non exclusivement) à la volatilité du carburant.

Le pourcentage d'alcool dans le carburant peut aussi être caractérisé en appliquant le principe ci-dessus. En effet, l'introduction d'alcool (éthanol) dans le carburant modifie ses propriétés, notamment sa volatilité. L'utilisation de la stratégie avec d'autres types de carburant tel que, par exemple, le « GNV » (pour « Gaz Naturel Véhicule ») pourrait permettre de déterminer le pouvoir calorifique inférieur.

En référence à la figure 1 , selon une caractéristique essentielle, le procédé d'évaluation de la qualité du carburant alimentant le moteur thermique comprend :

au démarrage du moteur, une étape E6 de suivi des variations de la valeur prise, durant une période d'analyse TA (figure 4), par au moins une grandeur représentative du couple mécanique délivré et/ou à délivrer par le moteur,

une étape E7 d'élaboration, à partir des données obtenues à l'étape E6 de suivi, d'un indice de qualité du carburant,

une étape E8 de qualification qualitative d'une caractéristique physique associée au carburant, à partir de l'indice de qualité du carburant élaboré à l'étape d'élaboration.

De la manière illustrée à la figure 1 , le passage de l'étape E6 de suivi à l'étape E7 d'élaboration peut facultativement être conditionné à la vérification d'une condition notée C2. La nature de la condition C2 et la nature de sa vérification dépend par exemple du type de grandeur représentative du couple mécanique délivré et/ou à délivrer par le moteur et/ou d'une donnée temporelle liée notamment à la période d'analyse TA. A titre d'exemple, la condition C2 est vérifiée (permettant le passage à l'étape E7 d'élaboration) dès que l'on arrive en fin de période d'analyse TA. Toutefois, il peut être envisagé que l'étape E7 d'élaboration puisse être réalisée au moins partiellement en même temps que l'étape E6 de suivi, les données issues de l'étape E6 de suivi étant alors utilisées par une unité de commande dédiée aux opérations décrites ultérieurement au fur et à mesure que l'étape E6 de suivi pour réaliser l'étape E7 d'élaboration au fur et à mesure que l'étape E6 de suivi se déroule.

Bien que cela ne soit pas limitatif, la période d'analyse TA peut débuter à un premier instant noté « t2 » (figures 4 et 5) où le moteur thermique présente un régime de pic transitoire (sommet des courbes C4 et C8) entre une augmentation initiale de régime au démarrage depuis un régime nul du moteur (avant démarrage), et une diminution initiale du régime du moteur au démarrage depuis le régime de pic transitoire vers un régime de consigne de ralenti sensiblement stabilisé. Le régime de consigne de ralenti dépend éventuellement de la température d'un liquide caloporteur de refroidissement du moteur. La période d'analyse TA s'arrête ensuite à un deuxième instant noté « t3 » (figure 4) où la différence entre le régime instantané (courbes C4 et C8) du moteur et le régime de consigne de ralenti est inférieure à un écart prédéterminé. Autrement dit, la période d'analyse TA se termine lorsque le régime réel instantané du moteur atteint un seuil égal à la somme entre le régime de consigne de ralenti et un offset. Cette période d'analyse TA est particulièrement adaptée à la mise en œuvre du procédé d'évaluation détaillé plus loin. La condition C2 peut correspondre au franchissement de ce seuil de régime moteur.

Dans la période d'analyse TA, le moteur thermique suite à son démarrage à froid n'a pas encore atteint sa température de fonctionnement optimale. Le film d'huile commence à s'établir, réduisant ainsi les frottements internes, l'avance (courbe C2) et la pression du collecteur (C3) sont stables et la consigne d'injection (courbe C1 ) est également stable. Ainsi, seule la qualité du carburant va influer sur la valeur de la pente négative du régime entre les instants t2 et t3 : un carburant fortement volatile va générer de bonnes combustions avec un fort dégagement d'énergie et le régime aura une pente faible, tandis qu'à l'inverse, un carburant peu volatile aura tendance à faire de mauvaises combustions, voire des ratés de combustion, entraînant une pente forte du régime sur la période d'analyse TA.

Dans un premier mode de réalisation du procédé d'évaluation, la grandeur représentative du couple délivré par le moteur peut correspondre au résultat d'un calcul d'un couple gaz produit par les combustions d'un mélange entre de l'air d'admission et le carburant dans les cylindres du moteur. Dans ce cas particulier, l'étape E6 de suivi comprend une étape E61 de calcul du couple gaz, à partir de la formule suivante :

t=l où N est le régime du moteur, a est un paramètre d'étalonnage, A _t est un coefficient de pondération, d _t représente la durée de la t' ^eme période d'un signal alternatif représentatif du régime instantané du moteur pendant une phase de « combustion-détente » d'un cylindre du moteur, β est une valeur d'apprentissage.

Par exemple, l'étape E61 de calcul peut être réalisée en utilisant un dispositif de mesure de couple tel que décrit dans les documents FR-A1 - 2757945, FR-A1 -2818740 et FR-A1 -2735232.

Dans un deuxième mode de réalisation, qui peut s'appliquer indépendamment ou de manière combinée avec le premier mode de réalisation, suivant la nature de l'indice de qualité de carburant et le nombre de grandeurs à suivre pour son élaboration, la grandeur représentative du couple à délivrer par le moteur peut correspondre au couple nécessaire au moteur pour atteindre une consigne de couple en fonction du régime instantané du moteur. Dans ce deuxième mode de réalisation, le couple nécessaire est égal à la différence entre une accélération de consigne du moteur et une accélération instantanée du moteur, cette différence entre les accélérations instantanée et de consigne étant déterminée aux étapes E62, E63 et E64 décrites plus loin.

Puis, l'étape E7 d'élaboration de l'indice de qualité du carburant peut comprendre une étape E71 d'intégration dans le temps, sur la période d'analyse TA, de la valeur prise par ladite au moins une grandeur représentative du couple mécanique délivré et/ou à délivrer par le moteur. Toutefois, la manière de construire l'indice de qualité de carburant peut varier suivant la nature de la grandeur dont les variations sont suivies à l'étape E6.

De la manière illustrée à la figure 1 , l'étape E8 de qualification peut ensuite comprendre une étape E81 de comparaison entre l'indice de qualité du carburant élaboré à l'étape E7 et au moins un seuil prédéterminé. Ledit au moins un seuil prédéterminé peut notamment dépendre de la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur. Un tel seuil peut être préétabli à partir d'essais réalisés avec un carburant de référence dont les caractéristiques physiques sont parfaitement connues.

La mise en œuvre de l'étape E8 de qualification sera notamment effectuée à l'aide de critères qualitatifs prédéterminés de ladite caractéristique physique, en ce sens que la qualification qualificative pourra consister à choisir, en fonction de l'indice de qualité de carburant issu de l'étape E7, parmi une liste de critères qualificatifs prédéterminés.

Pour la mise en œuvre de l'étape E8, les critères qualitatifs prédéterminés qui permettent de caractériser une qualité de la caractéristique physique du carburant dépendent de la nature de cette caractéristique physique et peuvent varier suivant la précision recherchée de la qualité du carburant. Par exemple dans le cas où la caractéristique physique qualifiée qualitativement à l'étape E8 correspond à la volatilité du carburant, les critères qualitatifs peuvent être constitués par :

l'ensemble de critères suivant : volatile, faiblement volatile, l'ensemble de critères suivant : très volatile, volatilité moyenne, faiblement volatile,

l'ensemble de critères suivant : très volatile, volatile, volatilité moyenne, faiblement volatile, très peu volatile,

etc ..

Une fois l'indice de qualité de carburant élaboré à l'étape E7, notamment par la mise en œuvre de l'étape E71 , l'étape E8 peut consister, notamment par la mise en œuvre de l'étape E81 , à comparer cet indice de qualité de carburant avec au moins un seuil prédéterminé établie à partir d'un carburant de référence dont la volatilité est parfaitement connue. Par exemple, dans le cas où les critères qualitatifs prédéterminés ne sont que deux (par exemple « volatile » et « faiblement volatile »), un seul seuil prédéterminé suffit : si l'indice de qualité de carburant élaboré est inférieur au seuil prédéterminé, il peut être qualifié qualitativement que la volatilité du carburant correspond au critère qualitatif « faiblement volatile ». Au contraire, la volatilité du carburant correspond au critère qualitatif « volatile » si l'indice de qualité de carburant est supérieur au seuil prédéterminé. Ce raisonnement peut être adapté en fonction du nombre de critères qualificatifs : le nombre de seuils prédéterminés nécessaires à la mise en œuvre de l'étape E81 sera par exemple égal au nombre de critères qualificatifs prédéterminés moins un. Les étapes E6 à E8 définissent un indice de qualité de carburant et une qualification qualitative d'une caractéristique physique associée au carburant avantageusement dans un domaine de fonctionnement où la fraction de cœur de la courbe de distillation (figure 6) est prépondérante, là où la détection des différences de volatilités entre les carburants est grande.

En référence à la figure 2, comme indiqué précédemment en référence au deuxième mode de réalisation, l'étape E6 de suivi peut comprendre une répétition de la mise en œuvre des étapes successives suivantes à différents instants au cours de la période d'analyse TA :

une étape E62 de détermination d'une consigne de dérivée de régime moteur,

une étape E63 de détermination d'une dérivée de régime réel du moteur,

une étape E64 de calcul de la différence entre la consigne de dérivée de régime moteur et la dérivée de régime réel du moteur.

Le résultat de l'étape E62 de détermination de la consigne de dérivée de régime moteur, durant le démarrage et donc en particulier durant la période d'analyse TA, est représenté selon la courbe C5 sur la figure 5. Le résultat de l'étape E63 de détermination de la dérivée de régime réel, durant le démarrage et donc en particulier durant la période d'analyse TA, est représenté selon la courbe C6 sur la figure 5. Le résultat du calcul selon l'étape E64 est représenté par la courbe C7 sur la figure 5.

La différence C7 calculée à l'étape E64 correspond à la grandeur représentative de la différence entre l'accélération de consigne du moteur et l'accélération instantanée du moteur dont les variations de valeur sont suivies à l'étape E6 de suivi. Le raisonnement est en effet le suivant

On pose :

E =

Avec

E : t ^' énergle

I ; le moment d'inertie

*¾> : le régime moteur

P : là puissance

C te couple

Pour la consigne de dérivée, on déduit

Pour la suite du raisonnement, le moment d'inertie et la constante, identiques aux deux accélérations ou énergies, sont négligés.

^étant fonction de « dt », le passage en discret donne

Avec un raisonnement identique pour le couple instantané, on a

_ dû) ₍

dt ^"

La différence des deux dérivées (consigne et instantanée) donne une image du couple nécessaire (à délivrer par le moteur) pour atteindre une consigne de couple en fonction du régime instantané (courbes C4 et C8).

Dans un mode de réalisation particulier du procédé, la dérivée de régime réel du moteur est déterminée à l'étape E63 à partir d'une valeur de la dérivée du régime réel instantané du moteur (correspondant à la courbe C4 et C8) et de la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur. De même, la consigne de dérivée de régime moteur est déterminée à l'étape E62 à partir de la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur, le pas de mise en œuvre de l'étape E62 pouvant avantageusement être proportionnel au régime instantané du moteur. Ce pas correspond d'ailleurs au pas de réalisation des étapes E62 à E64. Il convient de préciser que ce pas peut alternativement être constant, de sorte que les étapes E62 à E64 soient réalisées dans ce cas particulier de manière répétée selon une fréquence constante.

A l'issue de chaque étape de calcul E64, le procédé d'évaluation peut comprendre une étape E65 de détermination d'une quantité (courbe C10) de carburant de consigne au démarrage en fonction du résultat de l'étape E64 de calcul. L'étape E65 de détermination peut comprendre une étape E651 d'établissement d'un facteur de correction de richesse au démarrage (courbe C9), à partir d'une cartographie enregistrée dans l'unité de commande prenant en entrée le résultat de l'étape E64 de calcul et la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur. Dans ce cas, la quantité (courbe C10) de carburant de consigne au démarrage correspond au produit entre le facteur de correction au démarrage (courbe C9) et une quantité (courbe C1 1 ) préétablie de carburant de consigne de base (à richesse 1 par exemple) préenregistrée dans l'unité de commande.

Au cours de l'étape E6 de suivi, afin d'alimenter le moteur thermique en carburant afin de réaliser son démarrage optimisé à partir du résultat des étapes E62 à E65, le procédé d'évaluation peut comprendre une étape E66 d'injection d'une quantité de carburant correspondant soit à la quantité (courbe C1 1 ) préétablie de carburant de consigne de base, soit à la quantité (courbe C10) de carburant de consigne au démarrage. Notamment, l'étape E66 est mise en œuvre à l'issue de l'étape E65 de détermination de la quantité de carburant de consigne au démarrage, donc après chaque étape E64 de calcul, suivant le même pas de répétition des étapes E62 à E65. Plus précisément, la quantité de carburant injectée à l'étape E66 d'injection correspond à :

la quantité de carburant de consigne au démarrage (courbe C10) tant que le régime réel instantané (courbe C4 ou C8) du moteur est inférieur ou égal à un premier seuil prédéterminé et/ou si le résultat de l'étape E64 de calcul est inférieur ou égal à un deuxième seuil prédéterminé,

la quantité préétablie de carburant de consigne de base (courbe C1 1 ), sinon.

Les étapes E62 à E66 peuvent être réalisées isolément ou en combinaison avec l'étape E61 , suivant la nature de l'élaboration à l'étape E7 de l'indice de qualité de carburant et suivant la grandeur dont les variations sont suivies à l'étape E6.

Avantageusement mais de manière non limitative, le procédé d'évaluation peut en outre comprendre en référence à la figure 1 :

au démarrage, une étape E1 de surveillance des variations de la valeur prise, durant une période de surveillance TS (figure 5), par une grandeur représentative de la différence entre l'accélération de consigne du moteur et l'accélération instantanée du moteur,

une étape E2 d'élaboration, à partir des données issues de l'étape E1 de surveillance, d'un indice de qualité de démarrage représentatif de performances du moteur durant son démarrage, notamment un rendement énergétique du moteur, en particulier sur la période de surveillance TS. De la manière illustrée à la figure 1 , le passage de l'étape E1 de surveillance à l'étape E2 d'élaboration de l'indice de qualité de démarrage peut être conditionné à la vérification d'une condition notée C1 . La nature de la condition C1 et la nature de sa vérification dépend par exemple du type de grandeur représentative de la différence entre les accélérations instantanée et de consigne et/ou d'une donnée temporelle liée notamment à la période de surveillance TS. A titre d'exemple, la condition C1 est vérifiée (permettant le passage à l'étape E2 d'élaboration) dès que l'on arrive en fin de période de surveillance TS. Toutefois, il peut être envisagé que l'étape E2 d'élaboration puisse être réalisée au moins partiellement en même temps que l'étape E1 de surveillance, les données issues de l'étape E1 étant utilisées par l'unité de commande au fur et à mesure que l'étape E1 se réalise, pour garantir que l'étape E2 d'élaboration soit mise en œuvre au fur et à mesure que l'étape E1 se déroule.

Bien que cela ne soit pas limitatif, la période de surveillance TS (figure 5) peut avantageusement être antérieure à la période d'analyse TA et correspondre à une durée séparant un premier instant noté « t1 » (voir le début de la courbe C8) où le moteur présente le régime nul et le deuxième instant « t2 » (sommet des courbes C4 et C8) où le moteur atteint le régime de pic transitoire. Cette période de surveillance TS est particulièrement adaptée à la mise en œuvre du procédé d'évaluation avec un ajustement à l'aide de l'indice de qualité de démarrage. La condition C1 peut correspondre au franchissement du régime de pic transitoire par le régime réel instantané du moteur.

Durant l'étape E1 de surveillance, les étapes E61 à E65 peuvent être mises en œuvre également au même titre que durant l'étape E6 de suivi. Ceci permet de réaliser une injection de carburant optimisée (par une adaptation de la richesse au moyen du facteur de correction de richesse au démarrage en fonction, en temps réel, du couple nécessaire au moteur pour rejoindre sa consigne de couple) non seulement durant la mise en œuvre de l'étape E6 de suivi sur la période d'analyse TA mais aussi durant la mise en œuvre de l'étape E1 de surveillance sur la période de surveillance TS.

Dans un mode particulier de réalisation du procédé d'évaluation, l'indice de qualité de démarrage élaboré à l'étape d'élaboration E2 est égal au rapport entre les sommes positives et la valeur absolue des sommes négatives de la valeur prise par la grandeur représentative de la différence entre l'accélération de consigne du moteur et l'accélération instantanée du moteur, durant la période de surveillance TS. Il s'agit donc en particulier de suivre les évolutions de la courbe C7 durant la période de surveillance TS C'est pour cette raison qu'en référence à la figure 3, le procédé d'évaluation peut comprendre trois étapes E21 , E22 et E23 constitutives de l'étape E2. Notamment :

l'étape E21 correspond à la détermination des sommes positives de la valeur prise durant TS par la grandeur représentative de la différence entre l'accélération de consigne et l'accélération instantanée, l'étape E22 correspond à la détermination de la valeur absolue des sommes négatives de la valeur prise durant TS par la grandeur représentative de la différence entre l'accélération de consigne et l'accélération instantanée,

l'étape E23 correspond au calcul du rapport entre les sommes positives et la valeur absolue des sommes négatives issues des étapes E21 et E22.

Pour pouvoir réaliser les étapes E21 et E22, la grandeur représentative de la différence entre l'accélération de consigne et l'accélération instantanée peut être obtenue en mettant en œuvre la répétition des étapes E62, E63 et E64 durant l'étape E1 de surveillance, ladite grandeur correspondant alors au résultat de l'étape de calcul E64 réalisée durant la période de surveillance TS.

Les étapes E21 et E22 peuvent être simultanées ou successives. Par « somme », il convient d'entendre une intégration par rapport au temps de la valeur prise par la grandeur. Le résultat de l'étape E21 correspond à la somme des aires positives (repérées « S+ ») des surfaces délimitées par la courbe C7 au-dessus de la valeur nulle repérée Z sur la figure 5. Le résultat de l'étape E22 correspond pour sa part à la somme des aires négatives (repérées « S- ») des surfaces délimitées par la courbe C7 en dessous de Z.

L'élaboration selon l'étape E2 de l'indice de démarrage sur la base d'un tel rapport entre « S+ » et la valeur absolue de « S- », a pour but de fournir une indication sur la qualité du démarrage du moteur thermique. En effet, si le couple appliqué au moteur pour atteindre sa consigne durant la période de surveillance TS est longtemps positif, cela signifie qu'il est nécessaire d'augmenter la richesse pour pouvoir démarrer le moteur. Inversement, si le couple appliqué au moteur est négatif durant la période de surveillance TS, cela signifie que le moteur fournit trop d'énergie pour atteindre sa consigne de couple. La surveillance selon l'étape E1 et l'élaboration selon l'étape E2 permettent d'observer cette différence entre les couples positif et négatif afin de différencier finalement la qualité du démarrage du moteur et ainsi éventuellement d'adapter ensuite les réglages associés au moteur, suite à la période d'analyse TA.

En effet, au-dessus d'une différence nulle repérée par Z, la différence entre la consigne de dérivée de régime (C5) et la dérivée de régime réel (C6) est positive (ce qui est repéré par S+), donc le moteur a besoin d'énergie supplémentaire pour atteindre sa consigne de couple, impliquant une augmentation de la richesse du mélange air/carburant. Au contraire, en dessous de Z, la différence entre la consigne de dérivée de régime (C5) et la dérivée de régime réel (C6) est négative, le moteur présente dans ce cas trop d'énergie « accumulée » et il est possible d'appauvrir le mélange. C'est la raison de l'existence du facteur de correction selon la courbe C9, qui permet de fournir une quantité de carburant « corrigée » par ce facteur de correction, à partir d'une quantité de carburant selon la courbe C1 1 préétablie à richesse égale à un.

Il en résulte finalement que si la somme positive S+ est prédominante sur la somme négative S-, cela signifie que le moteur a dépensé beaucoup d'énergie durant son démarrage à la période de surveillance et ce sans en récupérer. Le moteur présente alors potentiellement des frottements internes très élevés et/ou la volatilité du carburant est alors faible. A l'inverse, si la somme négative S- est prédominante sur la somme positive S+, le moteur a réalisé un bon démarrage, ce qui signifie que le moteur présente des frottements internes faibles et/ou que le carburant est très volatile.

Puis en référence à la figure 1 , le procédé d'évaluation de la qualité du carburant peut comprendre, à la suite de l'étape E2 d'élaboration de l'indice de qualité de démarrage et avant la mise en œuvre de l'étape E6 de suivi :

une étape E3 de pondération de l'indice de qualité de démarrage issu de l'étape E2 d'élaboration, en fonction d'au moins une information représentative d'une condition du moteur au cours de la période de surveillance TS, notamment la température de l'air d'admission et/ou la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur,

et/ou une étape E4 de qualification qualitative du démarrage au cours de la période de surveillance TS, cette qualification étant choisie, à partir de l'indice de qualité de démarrage élaboré à l'étape E2, parmi des critères qualitatifs prédéterminés du démarrage,

et/ou une étape E5 de caractérisation, à partir de l'indice de qualité de démarrage élaboré à l'étape E2, de frottements mécaniques internes du moteur et/ou de la volatilité du carburant au cours de la période de surveillance TS.

Pour la mise en œuvre de l'étape E4, les critères qualitatifs prédéterminés d'un démarrage peuvent varier suivant la précision recherchée de la qualité du démarrage :

ils peuvent être constitués par l'ensemble suivant : bon démarrage, mauvais démarrage,

ils peuvent être constitués par l'ensemble suivant : bon démarrage, démarrage moyen, mauvais démarrage,

ils peuvent être constitués par l'ensemble suivant : très bon démarrage, bon démarrage, démarrage moyen, mauvais démarrage, très mauvais démarrage,

etc ..

Une fois l'indice de qualité de démarrage élaboré, notamment par la mise en œuvre de l'étape E23, il suffit par exemple de comparer cet indice de qualité de démarrage avec au moins un seuil prédéterminé. Par exemple dans le cas où les critères qualificatifs prédéterminés ne sont que deux, un seul seuil prédéterminé suffit : si l'indice de qualité de démarrage élaboré est inférieur au seuil prédéterminé, il peut être évalué que la qualité du démarrage du moteur correspond au critère qualificatif « bon démarrage ». Au contraire, la qualité du démarrage correspond au critère qualificatif « mauvais démarrage » si l'indice de qualité de démarrage est supérieur au seuil prédéterminé. Ce raisonnement peut être adapté en fonction du nombre de critères qualificatifs : le nombre de seuils prédéterminés nécessaires à la mise en œuvre de l'étape E4 sera par exemple égal au nombre de critères qualificatifs prédéterminés moins un.

A l'étape E5, la volatilité du carburant injecté dans le moteur est notamment obtenue par un abaque prenant en entrée l'indice de qualité de démarrage et la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur et fournissant en sortie la volatilité du carburant injecté dans le moteur durant la période de surveillance TS. Un tel abaque peut être préétabli en utilisant un carburant de référence dont les propriétés physiques sont parfaitement connues. En effet, l'interprétation de l'indice de qualité de démarrage peut être la détermination de la volatilité du carburant : la qualité du démarrage dépend essentiellement des frottements internes du moteur et de la volatilité du carburant. En utilisant une matrice déterminant les frottements du moteur en fonction de la température du liquide caloporteur de refroidissement du moteur et établie suite à des tests associés au carburant de référence, l'indice de qualité de démarrage devient alors une représentation proche de la qualité du carburant, notamment sa volatilité.

Comme évoqué précédemment, dans le cas où la phase P1 du procédé de commande, correspondant à l'évaluation de la qualité de carburant, comprend les étapes E1 à E5 pour parvenir à une estimation d'une qualité de démarrage, la phase P1 comprend l'étape E9 d'ajustement du résultat de l'étape E8 de qualification de la caractéristique physique associée au carburant, à partir de l'indice de qualité de démarrage issu de l'étape E2 et éventuellement E3 et/ou de la qualité de démarrage issue de l'étape E4 de qualification de la qualité du démarrage et/ou des frottements mécaniques internes du moteur et/ou de la volatilité du carburant issus de l'étape E5 de caractérisation. Les étapes E1 à E5 définissent un indice de qualité de démarrage dans un domaine de fonctionnement où la fraction de tête de la courbe de distillation du carburant (figure 6) est prépondérante. En couplant l'indice de qualité de démarrage élaboré à l'étape E2 à l'indice de qualité de carburant élaboré à l'étape El, les réglages associés au moteur postdémarrage peuvent être affinés, en tenant compte non seulement de la qualité de la fraction de cœur mais également de la qualité de la fraction de tête.

Les étapes E1 à E5 sont facultatives mais avantageuses : elles permettent d'évaluer, par l'intermédiaire de l'indice de qualité de démarrage élaboré à l'étape E2, une qualité de démarrage du moteur et/ou une volatilité du carburant et/ou des frottements internes du moteur durant la période de surveillance TS. Ces résultats relatifs à la qualité de démarrage durant la période de surveillance TS permettent ensuite d'ajuster éventuellement, durant une étape E9, la qualification qualitative de la caractéristique physique associée au carburant issue de l'étape E8.

L'invention concerne aussi une unité de commande électronique qui met en œuvre le procédé d'évaluation et/ou le procédé de commande, ainsi qu'un véhicule automobile, comprenant un moteur thermique et cette unité de commande électronique.

Elle porte enfin sur un support d'enregistrement de données lisible par un calculateur, sur lequel est enregistré un programme informatique comprenant des moyens de codes de programme informatique de mise en œuvre des phases et/ou des étapes d'un procédé de commande et/ou d'évaluation tel que défini ci-dessus et sur un programme informatique comprenant un moyen de codes de programme informatique adapté à la réalisation des phases et/ou des étapes du procédé de commande et/ou d'évaluation, lorsque le programme est exécuté par un calculateur.