EP1974133A2 - Procede et dispositif de controle de la premiere ouverture d'un thermostat regulant la temperature d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Procede et dispositif de controle de la premiere ouverture d'un thermostat regulant la temperature d'un moteur a combustion interne

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Publication number
EP1974133A2
EP1974133A2 EP07718158A EP07718158A EP1974133A2 EP 1974133 A2 EP1974133 A2 EP 1974133A2 EP 07718158 A EP07718158 A EP 07718158A EP 07718158 A EP07718158 A EP 07718158A EP 1974133 A2 EP1974133 A2 EP 1974133A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
temperature
opening
coolant
activation
controlling
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07718158A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Mounetou
Franck Pinteau
Emmanuel Premier
Francis Boutonnet
Vasco Afonso
Franck Breuille-Martin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP1974133A2 publication Critical patent/EP1974133A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/30—Automatic controllers with an auxiliary heating device affecting the sensing element, e.g. for anticipating change of temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/167—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by adjusting the pre-set temperature according to engine parameters, e.g. engine load, engine speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00—Measuring
    • F01P2025/08—Temperature
    • F01P2025/32—Engine outcoming fluid temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2037/00—Controlling
    • F01P2037/02—Controlling starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2070/00—Details
    • F01P2070/04—Details using electrical heating elements

Definitions

  • the present invention relates to the field of motor control, and more particularly to a method and a device for controlling the first opening of an electronic thermostat regulating the temperature of an internal combustion engine including a vehicle.
  • Engine control is the management technique of an internal combustion engine with all its sensors, actuators and inter-system links (LIS).
  • LIS inter-system links
  • the set of control laws (software strategies) and characterization parameters (calibrations) of an engine is contained in a computer called electronic control unit (ECU).
  • ECU electronice control unit
  • Cooling is achieved by means of the 3 fluids present in the environment:
  • the air is mainly used for heat exchangers (radiator, air - air exchangers), as well as for the natural cooling of the calories present by conduction on the external faces of the engine and the exhaust.
  • the oil removes calories from the pistons, the camshaft, the connecting rod heads, the crankshaft bearings and the valves.
  • An objective of this regulation is the reduction of consumption and therefore a quantitative reduction of pollutants such as nitrogen oxides.
  • the lubricating oil of the heat engine has a high viscosity which causes additional friction in the engine and therefore an overconsumption of fuel. This occurs especially when starting the vehicle when the engine and oil are cold.
  • the production of nitrogen oxides (NOX) is related in particular to the temperature of the mixture of gas introduced into the cylinders of the engine of the vehicle. The higher the temperature of the mixture, the greater the production of nitrogen oxides.
  • the coolant bypasses the main radiator by a bypass line to return directly into the internal combustion engine arriving in the lower part thereof, namely at the engine block.
  • a valve opens a second coolant path through the main radiator which cooperates with a fan to extract excess heat from the coolant.
  • the difference in temperature on either side of the thermostat increases as the engine warms up.
  • a thermal shock will occur. Once the coolant circulation has occurred once, it will not return to the flow temperature. Even if the motor suffers another heat shock, the most important is when the first opening of the thermostat.
  • This thermal shock will have negative effects on the surrounding components surrounding the engine and, in particular, the cooling systems for the engine itself and other cooling systems (cabin air heater, EGR exchangers, water / oil exchangers, air conditioning radiator and sound condenser, charge air cooler, BVA radiator, ...) which are sensitive to changes or passages from one temperature to another operating temperature setpoint of the engine which causes additional stress on it.
  • the position of the various elements with respect to each other has an influence on the quality of temperature regulation and the associated constraints. For example, if the cooling system shut-off system is at the motor input or output.
  • US Patent 2002/0053325 proposes a solution to this problem with a device for regulating the engine temperature by controlling the circulation of the coolant between the engine and a heat exchanger such as a radiator.
  • This device comprises a first conventional thermostat as described above whose activation temperature is around 102 ° C and a thermostat having a resistance in its center and whose activation temperature is 25 ° C higher than that of the first thermostat, and is therefore around 127 ° C. These two thermostats each control a different opening of a valve allowing the coolant to arrive in the radiator to be cooled.
  • the expansive material contained in the first thermostat will activate a piston which will itself open a valve thus allowing the coolant to flow via the radiator with a certain debit. If the temperature of the liquid is higher and is around 127 ° C expansive material contained in the second thermostat will activate a second piston that will allow a larger opening of the valve. The liquid will thus flow with a greater flow to the radiator, so in the same time period a larger amount of liquid will be cooled. This device makes it possible to cool the liquid more quickly and thus prevent the engine from staying too long at too high a temperature.
  • a disadvantage, however, of this device is that it acts only once the temperature of the engine is higher than an ideal operating temperature which is around 90 ° C (or according to the calibration of the thermostat). It does not prevent thermal shock. The different parts of the engine concerned by this overheating will therefore suffer the stresses and deformities mentioned above.
  • the present invention therefore aims to reduce these disadvantages by a device whose adapted control of the winnowing system (in this case a thermostat) makes it possible to reduce the amplitude of the thermal shock on the components by carrying out a command according to a criterion chosen in relation to at the coolant temperature and by monitoring the effective opening of the valve system, always in relation to the temperature.
  • a device whose adapted control of the winnowing system (in this case a thermostat) makes it possible to reduce the amplitude of the thermal shock on the components by carrying out a command according to a criterion chosen in relation to at the coolant temperature and by monitoring the effective opening of the valve system, always in relation to the temperature.
  • the invention proposes a device for controlling the opening of a valve system of a cooling circuit of an internal combustion engine, the valve system being arranged on a pipe connecting the engine to a combustion engine. radiator, the pipe comprising a temperature sensor disposed at the output of the engine and upstream of the valve system whose opening is activated automatically under the effect of a cooling of the coolant to a standard temperature characterized in that it comprises means, controlled by calculation means arranged in a computer, for triggering an anticipated controlled opening of the valve system when the temperature of the coolant is higher than a predetermined activation temperature value and safety means allowing to activate the anticipated controlled opening only when it is the first opening of the winnowing system.
  • the means for triggering an anticipated controlled opening of the valve system consist of a heating resistor which prematurely increases the temperature of a wax capsule of the valve system.
  • the computing means arranged in the computer are constituted by at least a first comparator module making it possible to compare the temperature of the coolant with the activation temperature, a second comparator module making it possible to measure a fall coolant temperature after opening the valve system and compare it with a predetermined temperature drop setpoint, a third comparator module for comparing the temperature of the engine output coolant after opening the valve system with a temperature threshold indicating the effective opening of the winnowing system and storage means of these different temperature value.
  • Another object of the invention is to propose a method for controlling the opening of a system for turning on a cooling circuit using the device according to the invention consisting in providing a controlled opening of the winnowing system.
  • a cooling circuit located upstream of a radiator before the temperature of the coolant reaches an activation temperature value of the opening of the valve system itself lower than the standard temperature, this controlled opening n being realized only when it is the first opening of the winnowing system, characterized in that the method comprises the following steps:
  • the conditions confirming the opening are as follows:
  • the threshold temperature indicating the activation of the valve system is greater than the activation setpoint temperature.
  • the temperature drop is sufficient when the difference between the temperature measured during the opening of the valve system and the temperature measured after the opening is greater than the predetermined value of the temperature drop.
  • the opening of the throttling system is carried out by controlling the start-up of a heating means situated at the level of the throttling system which will cause the standard temperature to be reached early, allowing the opening of the system. winnowing.
  • the closure of the winnowing system is performed when the conditions confirming the opening are made, or after a time T if the conditions confirming the opening are not realized.
  • the time T is determined as a function of the temperature of the coolant at start-up according to a predetermined relationship and stored in storage means of a computer.
  • the activation of the opening of the winnowing system initializes a security module to a predetermined value indicating the activation of the opening of the winnowing system.
  • the anticipated controlled activation only during the first opening is ensured by the fact that the security module is at the predetermined value indicating the activation of the winnowing system and the fact that the two conditions of achievements are realized.
  • FIG. 2 is a schematic representation of the evolution of the temperature as a function of time for a first controlled opening according to the invention
  • FIG. 3 is a schematic representation of the device according to the invention.
  • FIG. 4 is a schematic representation of the method according to the invention.
  • FIG. 1 illustrates a first opening of the conventional, uncontrolled, winnowing system.
  • the device allowing the opening of the valve system comprises a conventional thermostat, as presented above, the expansible liquid allows the opening of a valve at a given temperature.
  • the curve A1 represents the temperature of the coolant, as a function of time, which corresponds to the temperature rise of the engine from the moment of starting.
  • the thermostat is set at 90 ° C.
  • the temperature rises which triggers the opening of the winnowing system.
  • This opening allows a passage of the coolant in the heat exchange system, for example a radiator, whose temperature will increase sharply (represented by the curve B1), while that measured at the motor output will drop. There is thus a very significant thermal shock (here in the passage figure of 22 ° C to 92 ° C or more depending on the engine load, the thermostat does not have an immediate response).
  • FIG. 2 illustrates a first opening of the winnowing system but this time controlled with the method and the device according to the invention.
  • the curve A2 represents the temperature of the coolant also corresponding to the temperature rise of the engine from the moment of starting. It is observed on this graph that the rise in temperature is partially interrupted before reaching the set temperature of the thermostat (TT) set, for example, at 110 ° C.
  • the time when the temperature falls corresponds to the moment when the controlled opening is activated, at the time of the thermostat setpoint change (TT) (represented by the curve C2) which passes here from 1 10 ° C to 90 ° C, to avoid reaching a too high temperature level, and to avoid at the same time that the radiator input temperature, represented by the curve B2, does not rise too high following the opening of the thermostat which results by the brutal rise of the temperature in radiator input.
  • FIG. 3 illustrates an embodiment of the device according to the invention making it possible to obtain the results presented in FIG. 2.
  • This device comprises an internal combustion engine (1) and a radiator (2) interconnected by a pipe (11, 11 ') for circulation (10) of the coolant, so as to form a loop circuit.
  • This circuit allows the coolant to flow from the engine (1) to the radiator (2) and then to leave the radiator to the engine by a different path (1 1 ').
  • a second conduit forms a bypass (12) allowing the cooling liquid to return directly to the engine (1) without passing through the radiator (2).
  • This valve system (3) shown in the form of a housing has a passage (not shown) for the coolant between the engine (1) and the radiator (2) closable by a valve, and a thermostatic control element of this valve.
  • This thermostatic control element (3) does not allow the circulation of the liquid cooling the motor (1) towards the radiator (2) only when the latter has reached a certain temperature.
  • the thermostatic control element is of the same type as that described previously. It works on the principle of dilation of a volume of wax included in a capsule. Under the effect of the temperature of the coolant, the wax capsule controls, by its thermal expansion calibrated on a temperature point, the opening of a valve (32) via a working piston. The valve (32) will thus open or close to regulate the flow of coolant, and possibly the bypass circuit (12).
  • the thermostat (3) used opens when the coolant temperature reaches a standard temperature (TT) of 1 10 ° C.
  • This thermostat (3) comprises a heating means (31) of resistance type (31), which will make it possible to artificially increase the temperature of the wax and thus to change its set temperature.
  • thermostat (3) which normally causes an opening of the valve (32) when the coolant is at 110 ° C, will now open when the coolant is at 90 ° C, thanks to the resistor (31) which will artificially bring the thermostat to 110 ° C.
  • the purpose of this resistance (31) is to allow an early opening of the winnowing system (3).
  • This resistor (31) is connected to the computer (4) of the vehicle that performs the commands necessary for the process.
  • the cooling circuit also comprises at least one temperature sensor (101) disposed in the pipe (1 1) of the cooling circuit at the outlet of the engine (1) and upstream of the valve system (3).
  • a second sensor (102) may be disposed in the cooling circuit line (11) downstream of the valve system (3) and at the radiator inlet (2). These two temperature sensors are also connected to the computer (4).
  • the first sensor (101) makes it possible to measure the temperature (T1) of the coolant at the outlet of the engine. This measurement is sent to the computer (4) which will store it by means of storage means arranged in a storage module (47).
  • the second sensor (102) makes it possible to measure the temperature of the coolant at the inlet of the radiator (2) or at the outlet (103) of the radiator. For reasons of high cost, conventional motor vehicles are not equipped with this second sensor (102) which is only used during engine testing. All the measures necessary to regulate the temperature of the engine during operation of a motor vehicle is therefore performed with the first temperature sensor (101).
  • the first sensor (101) is therefore used to measure the temperature (T1) of the engine output coolant at the time of starting, that is to say before the first opening of the valve system (3), and the temperature (T2) of the engine output coolant after activation (230) of the throttle opening (T2), as shown in FIG.
  • the temperature (T1) measured at the time of starting will be stored in the storage module (47) of the computer (4). It is this temperature (Tl) which is compared with a first comparator module (41) located in the computer (4) with an activation temperature (T3) of the valve system (3).
  • This temperature (T3) corresponds to the temperature from which the opening of the valve system (3) will be activated (230).
  • the optimum operating temperature of the engine is around 90 ° C
  • the activation temperature (T3) of the opening is between 80 ° C and 95 ° C, and preferably is equal to 85 ° C.
  • the activation temperature (T3) is set at about 85 ° C if a thermostat setpoint temperature is desired at 90 ° C so as to allow the resistor (31) to heat up to open (230) when the coolant is at 90 ° C. Indeed, if we set the activation temperature to 90 ° C, the time required to heat the resistor (31) and the response time of the cooling circuit assembly and thermostat will make the opening will be when the coolant will have exceeded 90 ° C.
  • This temperature (T3) is stored in the storage module (47) of the computer (4) before starting the engine (1).
  • the first comparator (41) sends a signal to a resistance control module (46) in order to change the temperature setpoint (TT) of the thermostat for which pass from 110 ° C to 90 ° C, that is to say that the valve (3) opens when the coolant is at 90 ° C and no longer at 110 ° C, to operate the resistor (31) heating so to artificially increase the temperature of the wax and to open the valve (32).
  • the temperature (T2) of the engine output coolant after activation of the throttle opening (3) is measured, with the temperature sensor (101), continuously from the moment the activation of the opening is triggered and at least until the first closing of the winnowing system (3).
  • This temperature (T2) after activation of the opening is analyzed by the computer (4) at a second comparator module (42) of the computer (4).
  • the temperature (T2) after activation of the opening is compared with the temperature (T1) before activation of the opening to determine a difference (E1) corresponding to a temperature drop.
  • This temperature drop (E1) is then compared with a temperature drop setpoint (T5) pre-stored in the storage module (47) of the computer (4).
  • the temperature (T2) is also compared, at a third comparator module (43) of the computer (4), with a threshold temperature (T4) indicating that the opening of the winnowing system has been activated.
  • the threshold temperature (T4) indicating the activation of the opening of the valve system (3) is predetermined and is greater than the activation setpoint temperature (T3). It is stored before operation of the motor in the storage module (47).
  • the three comparators (41, 42, 43) are connected to the storage module (47). Comparisons made by the second (42) and the third comparator module (43) are used to determine the closure of the winnowing system. Indeed, so that the winnowing system (3) can to be closed two conditions must be realized.
  • the first condition is realized when the temperature drop (E1) is greater than the temperature drop setpoint (T5).
  • the second condition is realized when the temperature (T2) after opening of the valve system (3) is greater than the threshold temperature (T4) indicating the activation of the opening of the valve system (3).
  • T5 the temperature drop setpoint
  • T4 threshold temperature
  • the system is closed again after a time T which is predetermined and stored in the storage module of the computer.
  • This time T is determined according to the temperature of the coolant at startup according to a predetermined relationship and plays the role of safety not to keep the system open too long.
  • the predetermined relation consists of a standard curve representing the temperature as a function of the opening time and makes it possible to estimate the opening time necessary to obtain a sufficient temperature drop.
  • the computer (4) comprises a counter (44), initialized to zero before the opening of the winnowing system (3), which begins to operate when the opening is activated. For this purpose a signal is sent through the first comparator (41) to the counter (44). When the counter arrives at the time T the winnowing system (3) is closed again.
  • the computer (4) also comprises a security means to ensure that the activation of the first opening is performed only once after startup.
  • the safety means consists on the one hand in the fulfillment of the two conditions indicating the opening of the winnowing system (3). And secondly to check the value of a security module (45) initialized to a predetermined value when opening the winnowing system (3). If the value of the module corresponds to the predetermined value and if both conditions indicating the opening of the unlocking system (3) are realized, then the security means is activated.
  • the counter (44) can be used as a security module (44) by verifying that it is no longer at zero.
  • the values of activation temperature (T3), activation threshold (T4) and temperature drop set point (T5) are determined and stored (203, 204, 205) in the storage module (47) of the computer.
  • the temperature thereof When starting the engine (1), the temperature thereof will increase rapidly and the temperature of the coolant (T1) output of the engine (1) will also be high.
  • This temperature (Tl) is measured (210) at the engine output by the temperature sensor disposed in the cooling circuit line and is stored (210) in the storage module (47) of the computer (4).
  • the first comparator module (41) uses this temperature to compare it (220) with the activation temperature (T3). If the start temperature (T1) exceeds the activation temperature value (T3) which is 85 ° C, and if the motor (1) is in stand-alone operation mode, the opening process (230) is started .
  • the motor (1) is in stand-alone mode when the ignition is switched on and when the rotational speed of the engine is sufficient for the starter to be no longer useful.
  • the first comparator (41) sends a signal to the resistance control module (46) which will raise the temperature set point from 110 ° C. to 90 ° C. and thus turn on the resistor (31) located in the thermostat (3).
  • the heat released by the resistor (31) will cause the valve (32) of the throttling system to open.
  • the coolant will then flow to the radiator (2) to be cooled.
  • the liquid thus cooled by the radiator (2) will flow to the engine (1) inside the pipe (1 1 ') connecting the radiator (2) to the motor (1) and will in turn cool the motor (1).
  • the temperature (T2) of the coolant is then measured (240) after the activation of the opening (230). So that the engine temperature decrease is not too great, that is to say it does not fall below the optimum operating temperature threshold of the engine, the system (3) will then be closed again (260). ).
  • the first condition (251) is that the temperature drop (E1) of the coolant after the opening must be sufficient, that is to say greater than the predetermined minimum temperature drop (T5).
  • the temperature drop corresponding to the difference between the temperature (T1) of the coolant at the time of opening of the valve system (3) and the temperature (T2) of the coolant after opening of the valve system (3) and after passing in the radiator and the engine.
  • the second condition (252) is that the temperature value (T2) of the cooling system after the opening must be greater than the threshold temperature (T4) indicating the activation of the system. In this way the temperature does not fall below the activation threshold.
  • the throttle system (3) closes (260) and the temperature thus remains at a value allowing optimum operation of the engine.
  • the device uses (233) the counter (44) activated during the opening (230) of the throttling system (3) and the predetermined time T with the temperature (T1) of the coolant at startup. That is, if the conditions are not realized at the end of time T the counter (44) sends (233) a signal to the control module (46) of the resistor (31) to control its stop.
  • This counter (44) plays a security role so that the system does not remain open for too long.
  • control module (46) which has received the necessary signals, changes the temperature set point of the thermostat from 90 ° C to 1 10 ° C, which causes the shutdown of the control the resistor (31), which will allow the closing of the valve (32).
  • this method is activated only once (270) per rolling cycle.
  • the security module (45) has taken (231) a value indicating the opening (230) of the valve system (3). So, if this security module (45) is at the determined value (234) and if both conditions
  • the operation of the device according to the invention thus comprises the following steps:
  • the throttling system (3) is of the thermostat type, but it is possible to use another system for turning off the coolant, such as for example an electrically controlled valve and thus to regulate on other criteria. additional than the temperature.

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Abstract

Procédé et dispositif de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage d'un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne, contenant un liquide de refroidissement, dont l'ouverture est activée automatiquement sous l'effet d'un réchauffement du liquide de refroidissement à une température standard, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une ouverture contrôlée anticipée (230) du système de vannage d'un circuit de refroidissement situé en amont d'un échangeur de chaleur avant que la température du liquide de refroidissement n'atteigne une valeur de température consigne d'activation de l'ouverture du système de vannage elle même inférieure à la température standard, cette ouverture contrôlée n'étant réalisée que lorsqu'il s'agit de la première ouverture du système de vannage.

Description

Procédé et dispositif de contrôle de la première ouverture d'un thermostat régulant la température d'un moteur à combustion interne.
La présente invention se rapporte au domaine du contrôle moteur, et plus particulièrement à un procédé et un dispositif pour contrôler la première ouverture d'un thermostat électronique régulant la température d'un moteur à combustion interne notamment de véhicule.
Le contrôle moteur est la technique de gestion d'un moteur à combustion interne avec l'ensemble de ses capteurs, actionneurs et liaisons inter systèmes (LIS). L'ensemble des lois de contrôle commande (stratégies logicielles) et des paramètres de caractérisation (calibrations) d'un moteur étant contenu dans un calculateur appelé unité de contrôle électronique (UCE).
Les moteurs à combustion interne (à carburateur ou à injection de combustible), nécessitent un refroidissement qui est généralement obtenu par une circulation d'eau ou d'air. En effet, un moteur thermique dégage de la chaleur. Cette chaleur est due à la combustion des gaz et aux différents frottements des pièces en mouvement.
Afin de contenir les dilatations dans des zones de températures admissibles et conserver à l'huile de lubrification ses caractéristiques, il faut donc refroidir. Le refroidissement est réalisé au moyen des 3 fluides présents dans l'environnement :
- L'air est essentiellement utilisé pour les échangeurs (radiateur, échangeurs air - air), ainsi que pour le refroidissement naturel des calories présentes par conduction sur les faces externes du moteur et de l'échappement.
- L'eau refroidit les cylindres et la culasse.
- L'huile quant à elle évacue les calories au niveau des pistons, l'arbre à cames, les têtes de bielles, les paliers de vilebrequin, les soupapes.
Lorsqu'on utilise une circulation d'eau, celle-ci est généralement en circuit fermé et refroidie dans un radiateur lui-même refroidi par de l'air dont la circulation peut être aidée par un ventilateur. La chaleur à évacuer étant fonction du régime et de la charge du moteur à combustion interne et la température de celui-ci devant se situer dans une fourchette relativement étroite pour obtenir le rendement optimum, le système de refroidissement doit être régulé. Pour cela il est nécessaire de déterminer une température de régulation avec une consigne fixe pour assurer une température de fonctionnement optimale pour le moteur.
Un objectif de cette régulation est la diminution de la consommation et donc une diminution quantitative de polluants comme les oxydes d'azote. En effet, à basse température, l'huile de lubrification du moteur thermique a une viscosité élevée ce qui entraîne des frottements supplémentaires dans le moteur et par conséquent une surconsommation de carburant. Celle-ci intervient notamment au démarrage du véhicule lorsque le moteur thermique et l'huile sont froids. La production d'oxydes d'azote (NOX), elle, est liée notamment à la température du mélange de gaz introduit dans les cylindres du moteur thermique du véhicule. Plus la température du mélange est élevée, plus la production d'oxydes d'azote est importante.
Ainsi par l'augmentation de la température d'eau de refroidissement moteur, on augmente de ce fait la température d'huile et réduit alors les pertes par frottement, alors qu'une température plus basse va limiter la production notamment d'oxyde d'azote. Il est donc important que le moteur soit maintenu à une température optimale. D'où l'intérêt du circuit de refroidissement. Ainsi, la majorité des véhicules aujourd'hui est équipée d'un thermostat classique qui fonctionne sur le principe de la dilatation d'un volume de cire. Ce thermostat peut être placé en sortie ou en entrée moteur. Sous l'effet de la température d'eau, une capsule de cire commande, par sa dilatation thermique calibrée sur un point de température, l'ouverture d'un ou deux clapets par l'intermédiaire d'un piston de travail. Le ou les 2 clapets vont s'ouvrir ou se fermer ou réguler la circulation de liquide de refroidissement, et éventuellement d'un circuit de dérivation. Mais un problème se pose notamment lors du premier démarrage du véhicule. En effet lors du démarrage à froid, le liquide de refroidissement contourne le radiateur principal par une conduite de dérivation pour revenir directement dans le moteur à combustion interne en arrivant dans la partie inférieure de celui-ci à savoir au niveau du bloc moteur. Lorsque la température du liquide de refroidissement augmente, une vanne ouvre un second chemin de liquide de refroidissement passant par le radiateur principal qui coopère avec un ventilateur pour extraire la chaleur excédentaire du liquide de refroidissement. Avant que la vanne s'ouvre, l'écart de température de part et d'autre du thermostat s'amplifie au fur et mesure de la montée en température du moteur. Lorsque la vanne s'ouvre pour la première il va donc se produire un choc thermique. Une fois que la circulation du liquide de refroidissement s'est produite une fois, celui-ci ne redescend pas jusqu'à la température de départ. Même si le moteur subit d'autre choc thermique, le plus important se produit donc lors de la première ouverture du thermostat.
Ce choc thermique va avoir des effets négatifs sur les composants annexes environnants au moteur et, notamment les systèmes de refroidissement pour le moteur lui-même et autres systèmes de refroidissement (aérotherme habitacle, échangeurs EGR, échangeurs eau/huile, radiateur de climatisation et son condenseur, refroidisseur d'air de suralimentation, radiateur de BVA,...) qui sont sensibles aux changements ou passages d'une température à une autre consigne de température de fonctionnement du moteur qui entraîne des contraintes supplémentaires sur celui-ci. De la même façon la position des divers éléments les uns par rapport aux autres a une influence sur la qualité de régulation de température et les contraintes associées. Par exemple, si le système de vannage du circuit de refroidissement se trouve en entrée ou en sortie moteur.
Ces contraintes supplémentaires consistent en des déformations des composants annexes au moteur engendrées par les variations de température et se traduisent en efforts mécaniques supplémentaires. Le brevet US 2002/0053325 propose une solution à ce problème avec un dispositif pour réguler la température du moteur en contrôlant la circulation du liquide de refroidissement entre le moteur et un échangeur de chaleur tel qu'un radiateur. Ce dispositif comporte un premier thermostat classique tel que décrit précédent dont la température d'activation se situe aux alentours de 102°C et un thermostat comportant une résistance en son centre et dont la température d'activation est supérieure de 25 °C à celle du premier thermostat, et se situe donc aux alentours de 127°C. Ces deux thermostats contrôlent chacun une ouverture différente d'une valve permettant au liquide de refroidissement d'arriver dans le radiateur afin d'être refroidi. Ainsi lorsque la température du liquide de refroidissement atteint la première température d'activation, la matière expansible contenue dans le premier thermostat va activer un piston qui va lui-même ouvrir une valve permettant ainsi au liquide de refroidissement de circuler via le radiateur avec un certain débit. Si la température du liquide est plus élevée et se situe aux alentours de 127 °C la matière expansible contenue dans le deuxième thermostat va activer un deuxième piston qui va permettre une ouverture plus grande de la valve. Le liquide va ainsi circuler avec un plus grand débit vers le radiateur, ainsi dans un même intervalle de temps une plus grande quantité de liquide va être refroidie. Ce dispositif permet donc de refroidir plus rapidement le liquide et d'éviter ainsi que le moteur ne reste trop longtemps à une température trop élevée.
Un inconvénient toutefois de ce dispositif est qu'il n'agit qu'une fois que la température du moteur est supérieure à une température idéale de fonctionnement qui se situe aux alentours de 90°C (ou selon le tarage du thermostat). Il ne permet pas d'éviter le choc thermique. Les différentes pièces du moteur concernées par cette surchauffe vont donc subir les contraintes et déformations énoncées plus haut.
La présente invention a donc pour objet de réduire ces inconvénients par un dispositif dont le pilotage adapté du système de vannage (ici un thermostat) permet de réduire l'amplitude du choc thermique sur les composants en effectuant une commande selon un critère choisi par rapport à la température du liquide de refroidissement et en surveillant l'ouverture effective du système de vannage, toujours par rapport à la température.
Dans ce but, l'invention propose un dispositif de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage d'un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne, le système de vannage étant disposé sur une conduite reliant le moteur à un radiateur, la conduite comportant un capteur de température disposé en sortie du moteur et en amont du système de vannage dont l'ouverture est activée automatiquement sous l'effet d'un réchauffement du liquide de refroidissement à une température standard caractérisé en ce qu'il comporte des moyens, contrôlés par des moyens de calcul disposés dans un calculateur, permettant de déclencher une ouverture contrôlée anticipée du système de vannage lorsque la température du liquide de refroidissement est supérieure à une valeur de température d'activation prédéterminée et des moyens de sécurité permettant de n'activer l'ouverture contrôlée anticipée que lorsqu'il s'agit de la première ouverture du système de vannage.
Selon une autre caractéristique de l'invention les moyens permettant de déclencher une ouverture contrôlée anticipée du système de vannage sont constitués d'une résistance chauffante qui augmente prématurément la température d'une capsule de cire du système de vannage.
Selon une autre caractéristique de l'invention les moyens de calcul disposés dans le calculateur sont constitués par au moins un premier module comparateur permettant de comparer la température du liquide de refroidissement avec la température d'activation, un deuxième module comparateur permettant de mesurer une chute de température du liquide de refroidissement après ouverture du système de vannage et de la comparer avec une consigne de chute de température prédéterminée, un troisième module comparateur permettant de comparer la température du liquide de refroidissement en sortie moteur après ouverture du système de vannage avec une température seuil indiquant l'ouverture effective du système de vannage et des moyens de mémorisations des ces différentes valeur de température. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage d'un circuit de refroidissement mettant en œuvre le dispositif selon l'invention consistant à réaliser une ouverture contrôlée du système de vannage d'un circuit de refroidissement situé en amont d'un radiateur avant que la température du liquide de refroidissement n'atteigne une valeur de température d'activation de l'ouverture du système de vannage elle même inférieure à la température standard, cette ouverture contrôlée n'étant réalisée que lorsqu'il s'agit de la première ouverture du système de vannage caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes suivantes :
- détermination d'une valeur de température d'activation et mémorisation dans des moyens de mémorisation d'un calculateur,
- détermination d'une valeur de chute de température et mémorisation dans des moyens de mémorisation d'un calculateur, - détermination des conditions confirmant l'ouverture du système de vannage,
- mesure de la température du liquide de refroidissement contenu dans le circuit en sortie du moteur et en aval du système de vannage avec un capteur de température et mémorisation dans des moyens de mémorisation d'un calculateur,
- activation de l'ouverture du système de vannage lorsque la température du liquide de refroidissement est supérieure à la température d'activation,
- fermeture du système de vannage, ces étapes étant réalisées lorsque le moteur est en mode autonome.
Selon une autre caractéristique de l'invention les conditions confirmant l'ouverture sont les suivantes :
- chute de la température suffisante du liquide de refroidissement,
- valeur de la température du liquide de refroidissement supérieure à une température seuil indiquant l'activation du système de vannage. Selon une autre caractéristique de l'invention la température seuil indiquant l'activation du système de vannage est supérieure à la température consigne d'activation.
Selon une autre caractéristique de l'invention la chute de température est suffisante lorsque la différence entre la température mesurée lors de l'ouverture du système de vannage et la température mesurée après l'ouverture est supérieure à la valeur prédéterminée de la chute de température.
Selon une autre caractéristique de l'invention l'ouverture du système de vannage est réalisée en commandant la mise en marche d'un moyen de chauffage situé au niveau du système de vannage qui va faire atteindre précocement la température standard permettant l'ouverture du système de vannage.
Selon une autre caractéristique de l'invention la fermeture du système de vannage s'effectue lorsque les conditions confirmant l'ouverture sont réalisées, ou au bout d'un temps T si les conditions confirmant l'ouverture ne sont pas réalisées.
Selon une autre caractéristique de l'invention le temps T est déterminé en fonction de la température du liquide de refroidissement au démarrage suivant une relation prédéterminée et mémorisé dans des moyens de mémorisation d'un calculateur.
Selon une autre caractéristique de l'invention l'activation de l'ouverture du système de vannage initialise un module de sécurité à une valeur prédéterminée indiquant l'activation de l'ouverture du système de vannage. Selon une autre caractéristique de l'invention l'activation contrôlée anticipée uniquement lors de la première ouverture est assurée par le fait que le module de sécurité est à la valeur prédéterminée indiquant l'activation du système de vannage et le fait que les deux conditions de réalisations sont réalisées. L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique de l'évolution de la température en fonction du temps pour une première ouverture non contrôlée,
- la figure 2 est une représentation schématique de l'évolution de la température en fonction du temps pour une première ouverture contrôlée selon l'invention,
- la figure 3 est une représentation schématique du dispositif selon l'invention,
- la figure 4 est une représentation schématique du procédé selon l'invention.
La figure 1 illustre une première ouverture du système de vannage classique, c'est à dire non contrôlée. Dans ce type d'ouverture le dispositif permettant l'ouverture du système de vannage comprend un thermostat classique, tel que présenté précédemment, dont le liquide expansible permet l'ouverture d'un clapet à une température donnée. Sur le graphe présenté sur la figure 1 la courbe A1 représente la température du liquide de refroidissement, en fonction du temps, ce qui correspond à la montée en température du moteur à partir du moment du démarrage. Dans l'exemple présenté ici le thermostat est calé à 90°C. Lors du démarrage la température augmente commandant l'ouverture du système de vannage. Cette ouverture permet un passage du liquide de refroidissement dans le système d'échange de chaleur, par exemple un radiateur, dont la température va augmenter brutalement (représentée par la courbe B1 ), tandis que celle mesurée en sortie de moteur va chutée. On observe ainsi un choc thermique très important (ici sur la figure passage de 22°C à 92°C ou plus selon la charge moteur, le thermostat n'ayant pas une réponse immédiate).
Si le thermostat est calé à une température plus élevé, 1 10°C par exemple, exactement le même comportement est observable à l'ouverture du thermostat et le radiateur subira un choc thermique d'autant plus élevé : ici jusqu'à 1 10°C au lieu de 90°C, ou plus selon la charge moteur (le thermostat n'ayant pas une réponse immédiate). La figure 2 illustre une première ouverture du système de vannage mais cette fois ci contrôlée avec le procédé et le dispositif selon l'invention.
De la même façon que précédemment, la courbe A2 représente la température du liquide de refroidissement correspondant aussi à la montée en température du moteur à partir du moment du démarrage. On observe sur ce graphe que la montée en température est partiellement interrompue avant d'atteindre la température de consigne du thermostat (TT) fixée, par exemple, à 1 10°C. Le moment ou la température baisse correspond au moment où l'ouverture contrôlée est activée, au moment du changement de consigne (TT) de température du thermostat (représentée par la courbe C2) qui passe ici de 1 10°C à 90°C, pour éviter d'atteindre un niveau de température trop élevé, et pour éviter dans le même temps que la température en entrée radiateur, représentée par la courbe B2, ne monte à niveau trop haut à la suite de l'ouverture du thermostat qui se traduit par la monté brutale de la température en entrée radiateur.
La figure 3 illustre un mode de réalisation du dispositif selon invention permettant d'obtenir les résultats présentés sur la figure 2. Ce dispositif comprend un moteur (1 ) à combustion interne et un radiateur (2) reliés entre eux par une conduite (11 , 11 ') servant à la circulation (10) du liquide de refroidissement, de façon à former un circuit en boucle. Ce circuit permet au liquide de refroidissement de circuler du moteur (1 ) vers le radiateur (2) puis de repartir du radiateur vers le moteur par un chemin différent (1 1 '). Une deuxième conduite forme une dérivation (12) permettant au liquide refroidissement de revenir directement au moteur (1 ) sans passer par le radiateur (2). Sur le trajet de la première conduite (1 1 ) entre le moteur (1 ) et le radiateur (2), et après la dérivation (12), est disposé un système de vannage (3) de type thermostat. Ce système de vannage (3) représenté sous la forme d'un boitier comporte un passage (non représenté) pour le liquide de refroidissement entre le moteur (1 ) et le radiateur (2) obturable par une vanne, et un élément de commande thermostatique de cette vanne. Cet élément de commande thermostatique (3) n'autorise la circulation du liquide de refroidissement du moteur (1 ) en direction du radiateur (2) que lorsque celui-ci a atteint une certaine température.
L'élément de commande thermostatique est du même type que celui décrit précédemment. Il fonctionne sur le principe de la dilatation d'un volume de cire compris dans une capsule. Sous l'effet de la température du liquide de refroidissement, la capsule de cire commande, par sa dilatation thermique calibrée sur un point de température, l'ouverture d'un clapet (32) par l'intermédiaire d'un piston de travail. Le clapet (32) va ainsi s'ouvrir ou se fermer pour réguler la circulation de liquide de refroidissement, et éventuellement du circuit de dérivation (12). Dans le cadre de l'invention le thermostat (3) utilisé s'ouvre lorsque la température du liquide de refroidissement atteint une température consigne (TT) standard de 1 10°C. Ce thermostat (3) comporte un moyen de chauffage (31 ), de type résistance (31 ), qui va permettre d'augmenter artificiellement la température de la cire et ainsi de changer sa température consigne. C'est-à-dire que le thermostat (3) qui normalement provoque une ouverture du clapet (32) lorsque le liquide de refroidissement est à 110°C, va maintenant s'ouvrir lorsque le liquide de refroidissement est à 90°C, grâce à la résistance (31 ) qui va amener artificiellement le thermostat à 110°C. Le but de cette résistance (31 ) est de permettre une ouverture anticipée du système de vannage (3). Cette résistance (31 ) est reliée au calculateur (4) du véhicule qui réalise les commandes nécessaires au procédé.
Le circuit de refroidissement comporte aussi au moins un capteur (101 ) de température disposé dans la conduite (1 1 ) du circuit de refroidissement en sortie du moteur (1 ) et en amont du système de vannage (3). Un deuxième capteur (102) peut être disposé dans la conduite (11 ) du circuit de refroidissement en aval du système de vannage (3) et en entrée du radiateur (2). Ces deux capteurs de température sont eux aussi reliés au calculateur (4). Le premier capteur (101 ) permet de mesurer la température (T1 ) du liquide de refroidissement en sortie du moteur. Cette mesure est envoyée au calculateur (4) qui va la mémoriser grâce à des moyens de mémorisation disposés dans un module de mémorisation (47). Le deuxième capteur (102) permet de mesurer la température du liquide de refroidissement en entrée du radiateur (2) ou en sortie (103) du radiateur. Pour des raisons de coût élevé les véhicules automobiles classiques ne sont pas équipés avec ce deuxième capteur (102) qui n'est utilisé que lors de test moteur. L'ensemble des mesures nécessaires pour réguler la température du moteur lors du fonctionnement d'un véhicule automobile est donc effectué avec le premier capteur (101 ) de température.
Le premier capteur (101 ) est donc utilisé pour mesurer la température (T1 ) du liquide de refroidissement en sortie du moteur au moment du démarrage, c'est-à-dire avant la première ouverture du système de vannage (3), et la température (T2) du liquide de refroidissement en sortie moteur après l'activation (230) de l'ouverture du système de vannage (T2), comme cela est illustré sur la figure 4.
La température (T1 ) mesurée au moment du démarrage va être mémorisée dans le module de mémorisation (47) du calculateur (4). C'est cette température (Tl ) qui est comparée grâce à un premier module comparateur (41 ) situé dans le calculateur (4) avec une température d'activation (T3) du système de vannage (3). Cette température (T3) correspond à la température à partir de laquelle l'ouverture du système de vannage (3) va être activée (230). La température de fonctionnement optimum du moteur se situant aux alentours de 90°C, la température d'activation (T3) de l'ouverture est comprise entre 80°C et 95°C, et de préférence est égale à 85°C. On fixe la température d'activation (T3) à environ 85 °C si on veut une température consigne du thermostat à 90°C de façon à laisser le temps à la résistance (31 ) de chauffer pour déclencher l'ouverture (230) lorsque le liquide de refroidissement est à 90°C. En effet, si on fixe la température d'activation à 90°C, le temps nécessaire pour chauffer la résistance (31 ) ainsi que le temps de réponse de l'ensemble circuit de refroidissement et thermostat va faire que l'ouverture se fera lorsque le liquide de refroidissement aura dépassé les 90°C. Cette température (T3) est mémorisée dans le module de mémorisation (47) du calculateur (4) avant la mise en marche du moteur (1 ). Ainsi, si la température (Tl ) est supérieure à la température consigne d'activation (T3), le premier comparateur (41 ) envoi un signal à un module de commande (46) de résistance afin de changer la consigne de température (TT) du thermostat pour quelle passe de 110°C à 90°C, c'est-à-dire que le système de vannage (3) s'ouvre lorsque le liquide de refroidissement est à 90 °C et non plus à 110°C, permettant de faire fonctionner la résistance (31 ) chauffante afin d'augmenter artificiellement la température de la cire et d'ouvrir le clapet (32).
La température (T2) du liquide de refroidissement en sortie moteur après l'activation de l'ouverture du système de vannage (3) est mesurée, avec le capteur (101 ) de température, en continue à partir du moment où l'activation de l'ouverture est déclenchée et au moins jusqu'à la première fermeture du système de vannage (3).
Cette température (T2) après activation de l'ouverture est analysée par le calculateur (4) au niveau d'un deuxième module comparateur (42) du calculateur (4). Au cours de cette analyse la température (T2) après activation de l'ouverture est comparée avec la température (T1 ) avant activation de l'ouverture afin de déterminer un écart (E1 ) correspondant à une chute de température. Cette chute de température (E1 ) est ensuite comparée avec une consigne de chute de température (T5) pré-mémorisée dans le module de mémorisation (47) du calculateur (4).
La température (T2) est également comparée, au niveau d'un troisième module comparateur (43) du calculateur (4), avec une température seuil (T4) indiquant que l'ouverture du système de vannage a été activée. La température seuil (T4) indiquant l'activation de l'ouverture du système de vannage (3) est prédéterminée et est supérieure à la température consigne d'activation (T3). Elle est mémorisée avant le fonctionnement du moteur dans le module de mémorisation (47).
Les trois comparateurs (41 , 42 ,43) sont reliés au module de mémorisation (47). Les comparaisons effectuées par le deuxième (42) et le troisième module comparateur (43) sont utilisées pour déterminer la fermeture du système de vannage. En effet, pour que le système de vannage (3) puisse être refermé deux conditions doivent être réalisée. La première condition est réalisée lorsque la chute de température (E1 ) est supérieure à la consigne de chute de température (T5). La deuxième condition est réalisée lorsque la température (T2) après ouverture du système de vannage (3) est supérieure à la température seuil (T4) indiquant l'activation de l'ouverture du système de vannage (3). Lorsque les deux conditions sont réalisées un signal est envoyé au module de commande (46) de la résistance (31 ) chauffante afin de stopper son fonctionnement, la consigne de température (TT) du thermostat repassant alors de 90°C à 1 10°C. Ainsi le volume de cire, qui n'est plus chauffée, va diminuer et permettre au clapet (32) de se refermer. A partir de ce moment là, la résistance (31 ) ne chauffe plus et le clapet (32) ne peut être ouvert que si la température du liquide de refroidissement est supérieure à 110°C.
Si les deux conditions ne sont pas réalisées le système est refermé au bout d'un temps T qui est prédéterminé et mémoriser dans le module de mémorisation du calculateur. Ce temps T est déterminé en fonction de la température du liquide de refroidissement au démarrage suivant une relation prédéterminée et joue le rôle de sécurité pour ne pas que le système reste ouvert trop longtemps. La relation prédéterminée consiste en une courbe étalon représentant la température en fonction du temps d'ouverture et permet d'estimer le temps d'ouverture nécessaire pour obtenir une chute de température suffisante. Pour vérifier si le temps T est atteint, le calculateur (4) comporte un compteur (44), initialisé à zéro avant l'ouverture du système de vannage (3), qui commence à fonctionner lorsque l'ouverture est activée. Pour cela un signal est envoyé par le biais du premier comparateur (41 ) au compteur (44). Lorsque le compteur arrive au temps T le système de vannage (3) est refermé.
Le calculateur (4) comporte aussi un moyen de sécurité permettant d'assurer que l'activation de la première ouverture n'est réalisée qu'une seule fois après le démarrage. Le moyen de sécurité consiste d'une part à la réalisation des deux conditions indiquant l'ouverture du système de vannage (3). Et d'autre part à vérifier la valeur d'un module de sécurité (45) initialisé à une valeur prédéterminée lors de l'ouverture du système de vannage (3). Si la valeur du module correspond à la valeur prédéterminée et si les deux conditions indiquant l'ouverture du système de vannage (3) sont réalisées, alors le moyen de sécurité est activé. Dans une variante de réalisation, le compteur (44) peut être utilisé comme module de sécurité (44) en vérifiant qu'il n'est plus à la valeur zéro.
Le fonctionnement de ce dispositif, illustré sur la figure 4, va maintenant être décrit en détail.
Avant le démarrage du moteur (1 ), les valeurs de température d'activation (T3), de seuil d'activation (T4) et de consigne de chute de température (T5) sont déterminées et mémorisées (203, 204 ,205) dans le module de mémorisation (47) du calculateur.
Lors du démarrage du moteur (1 ), la température de celui-ci va augmenter rapidement et la température du liquide de refroidissement (T1 ) en sortie du moteur (1 ) va aussi être élevée. Cette température (Tl ) est mesurée (210) en sortie du moteur par le capteur de température disposé dans la conduite du circuit de refroidissement et est mémorisée (210) dans le module de mémorisation (47) du calculateur (4). Le premier module comparateur (41 ) utilise cette température pour la comparer (220) avec la température d'activation (T3). Si la température au démarrage (T1 ) dépasse la valeur de température d'activation (T3) qui est de 85 °C, et si le moteur (1 ) est en mode de fonctionnement autonome, le processus d'ouverture (230) est enclenché. Le moteur (1 ) est en mode autonome lorsque l'allumage est effectué et lorsque la vitesse de rotation du moteur est suffisante pour que le démarreur ne soit plus utile. A ce moment là, le premier comparateur (41 ) envoi un signal au module de commande (46) de résistance qui va faire passer la consigne de température de 110°C à 90°C et donc mettre en marche la résistance (31 ) située dans le thermostat (3). La chaleur dégagée par la résistance (31 ) va provoquer l'ouverture du clapet (32) du système de vannage. Le liquide de refroidissement va alors circuler vers le radiateur (2) afin d'y être refroidi. Le liquide ainsi refroidi par le radiateur (2) va circuler jusqu'au moteur (1 ) à l'intérieur de la conduite (1 1 ') reliant le radiateur (2) au moteur (1 ) et va à son tour refroidir le moteur (1 ). La température (T2) du liquide de refroidissement est alors mesurée (240) après l'activation de l'ouverture (230). Pour que la diminution de température du moteur ne soit pas trop importante, c'est-à-dire qu'elle ne descende pas en dessus du seuil de température de fonctionnement optimum du moteur, le système (3) va ensuite être refermé (260).
Pour que le processus de fermeture (260) du système de vannage (3) soit enclenché il faut que deux conditions confirmant l'ouverture du système de vannage soient réalisées. La première condition (251 ) est que la chute de température (E1 ) du liquide de refroidissement après l'ouverture doit être suffisante c'est-à-dire supérieure à la consigne chute de température (T5) minimum prédéterminée. La chute de température correspondant à la différence entre la température (T1 ) du liquide de refroidissement au moment de l'ouverture du système de vannage (3) et la température (T2) du liquide de refroidissement après ouverture du système de vannage (3) et après être passé dans le radiateur et le moteur. La deuxième condition (252) est que la valeur de température (T2) du système de refroidissement après l'ouverture doit être supérieure à la température (T4) seuil indiquant l'activation du système. De cette façon la température ne redescend pas en dessous du seuil d'activation.
Lorsque ses deux conditions sont réalisées (258), le système de vannage (3) se referme (260) et la température reste ainsi à une valeur permettant un fonctionnement optimum du moteur.
Si les deux conditions ne sont pas réalisées le système de vannage va tout de même être refermé. Pour cela le dispositif utilise (233) le compteur (44) activé lors de l'ouverture (230) du système de vannage (3) et le temps T prédéterminé avec la température (T1 ) du liquide de refroidissement au démarrage. C'est à dire que si les conditions ne sont pas réalisées au bout du temps T le compteur (44) envoi (233) un signal au module de commande (46) de la résistance (31 ) pour qu'il commande son arrêt. Ce compteur (44) joue un rôle de sécurité pour ne pas que le système reste ouvert trop longtemps. Pour que le système de vannage se referme (260), le module de commande (46) qui a reçu les signaux nécessaires, fait passer la consigne de température du thermostat de 90°C à 1 10°C, ce qui provoque l'arrêt de la commande la résistance (31 ), ce qui va permettre la fermeture du clapet (32).
Lorsque le système de vannage (3) est refermé (260), le liquide de refroidissement circule alors par la dérivation (12) pour arrivé jusqu'au moteur (1 ).
Il est prévu que ce procédé ne soit activé qu'une seule fois (270) par cycle de roulage. Pour cela lors de l'activation (210) de la première ouverture du système de vannage le module de sécurité (45) a pris (231 ) une valeur indiquant l'ouverture (230) du système de vannage (3). Donc, si ce module de sécurité (45) est à la valeur déterminé (234) et si les deux conditions
(258) de réalisations sont réalisées alors le système ne pourra plus être réactivé.
Le fonctionnement du dispositif selon l'invention comporte ainsi les étapes suivantes :
- détermination (203) d'une valeur de température d'activation (T3) et mémorisation (203) dans des moyens de mémorisation (47) d'un calculateur (4),
- détermination (205) d'une valeur de chute de température (T5) et mémorisation dans des moyens de mémorisation (47) d'un calculateur (4),
- détermination des conditions confirmant l'ouverture du système de vannage, - mesure (210) de la température (T1 ) du liquide de refroidissement contenu dans le circuit en sortie du moteur (1 ) et en aval du système de vannage (3) avec un capteur (101 ) de température et mémorisation (201 ) dans des moyens de mémorisation (47) d'un calculateur (4),
- activation de l'ouverture (230) du système de vannage (3) lorsque la température (Tl ) du liquide de refroidissement est supérieure à la température d'activation (T3),
- fermeture (270) du système de vannage, Dans le cas présenté ici, le système de vannage (3) est du type thermostat, mais il est possible d'utiliser un autre système de vannage du liquide de refroidissement comme par exemple une vanne commandée électriquement et donc de réguler sur d'autres critères supplémentaires que la température.
Il doit être évident pour l'homme du métier que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiquée. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage (3) d'un circuit de refroidissement d'un moteur (1 ) à combustion interne, le système de vannage (3) étant disposé sur une conduite (1 1 ) reliant le moteur (1 ) à un radiateur (2), la conduite (1 1 ) comportant un capteur (101 ) de température disposé en sortie du moteur (1 ) et en amont du système de vannage (3) dont l'ouverture est activée automatiquement sous l'effet d'un réchauffement du liquide de refroidissement à une température standard caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (31 ), contrôlés par des moyens de calcul disposés dans un calculateur (4), permettant de déclencher une ouverture contrôlée anticipée (230) du système de vannage (3) lorsque la température (T1 ) du liquide de refroidissement est supérieure à une valeur de température d'activation (T3) prédéterminée et des moyens de sécurité permettant de n'activer l'ouverture contrôlée anticipée que lorsqu'il s'agit de la première ouverture du système de vannage
2. Dispositif de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage (3) d'un circuit de refroidissement selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens permettant de déclencher une ouverture contrôlée anticipée (230) du système de vannage sont constitués d'une résistance (31 ) chauffante qui augmente prématurément la température d'une capsule de cire du système de vannage (3), provoquant l'ouverture d'un clapet (32).
3. Dispositif de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage (3) d'un circuit de refroidissement selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les moyens de calcul disposés dans le calculateur (4) sont constitués par au moins un premier module comparateur (41 ) permettant de comparer la température(TI ) du liquide de refroidissement avec la température d'activation (T3), un deuxième module comparateur (42) permettant de mesurer une chute de température (E1 ) du liquide de refroidissement après ouverture du système de vannage et de la comparer avec une consigne de chute de température (T5) prédéterminée, un troisième module comparateur (43) permettant de comparer la température (T2) du liquide de refroidissement en sortie moteur après ouverture du système de vannage (3) avec une température seuil indiquant l'ouverture effective du système de vannage (3) et des moyens de mémorisations (47) des ces différentes valeur de température.
4. Procédé de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage d'un circuit de refroidissement mettant en œuvre le dispositif selon la revendication 1 consistant à réaliser une ouverture contrôlée anticipée (230) du système de vannage (3) d'un circuit de refroidissement situé en amont d'un radiateur (1 ) avant que la température (T1 ) du liquide de refroidissement n'atteigne une valeur de température d'activation (T3) de l'ouverture du système de vannage (3) elle même inférieure à la température standard, cette ouverture contrôlée n'étant réalisée que lorsqu'il s'agit de la première ouverture du système de vannage caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- détermination (203) d'une valeur de température d'activation (T3) et mémorisation (203) dans des moyens de mémorisation (47) d'un calculateur
(4),
- détermination (205) d'une valeur de chute de température (T5) et mémorisation dans des moyens de mémorisation (47) d'un calculateur (4),
- détermination des conditions confirmant l'ouverture du système de vannage,
- mesure (210) de la température (T1 ) du liquide de refroidissement contenu dans le circuit en sortie du moteur (1 ) et en aval du système de vannage (3) avec un capteur (101 ) de température et mémorisation (201 ) dans des moyens de mémorisation (47) d'un calculateur (4),
- activation de l'ouverture (230) du système de vannage (3) lorsque la température (T1 ) du liquide de refroidissement est supérieure à la température d'activation (T3), - fermeture (260) du système de vannage, ces étapes étant réalisées lorsque le moteur est en mode autonome (7).
5. Procédé de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage d'un circuit de refroidissement selon la revendication 4 caractérisé en ce que les conditions (251 , 252) confirmant l'ouverture sont les suivantes :
- chute de la température (E1 ) suffisante du liquide de refroidissement,
- valeur de la température (T2) du liquide de refroidissement supérieure à une température (T4) seuil indiquant l'activation du système de vannage.
6. Procédé de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage d'un circuit de refroidissement selon la revendication 5 caractérisé en ce que la température (T4) seuil indiquant l'activation du système de vannage (3) est supérieure à la température consigne d'activation (T3).
7. Procédé de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage d'un circuit de refroidissement selon la revendication 5 caractérisé en ce que la chute de température est suffisante lorsque la différence entre la température (T1 ) mesurée lors de l'ouverture du système de vannage et la température (T2) mesurée après l'ouverture est supérieure à la valeur prédéterminée de la chute de température (T5).
8. Procédé de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage d'un circuit de refroidissement selon une des revendications 4 à 7 caractérisé en ce que l'ouverture (230) du système de vannage est réalisée en commandant la mise en marche d'un moyen de chauffage (31 ) situé au niveau du système de vannage (3) qui va faire atteindre précocement la température standard permettant l'ouverture du système de vannage.
9. Procédé de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage d'un circuit de refroidissement selon une des revendications 4 à 8 caractérisé en ce que la fermeture (260) du système de vannage s'effectue lorsque les conditions confirmant l'ouverture sont réalisées, ou au bout d'un temps T si les conditions confirmant l'ouverture ne sont pas réalisées.
10. Procédé de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage d'un circuit de refroidissement selon la revendication 9 caractérisé en ce que le temps T est déterminé en fonction de la température (T1 ) du liquide de refroidissement au démarrage suivant une relation prédéterminée et mémorisé dans des moyens de mémorisation d'un calculateur.
1 1. Procédé de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage d'un circuit de refroidissement selon une des revendications 4 à 10 caractérisé en ce que l'activation de l'ouverture (230) du système de vannage initialise un module de sécurité (45) à une valeur prédéterminée indiquant l'activation de l'ouverture (230) du système de vannage.
12. Procédé de contrôle de l'ouverture d'un système de vannage d'un circuit de refroidissement selon une des revendications 4 à 1 1 caractérisé en ce que l'activation contrôlée anticipée uniquement lors de la première ouverture (270) est assurée par le fait que le module de sécurité (45) est à la valeur prédéterminée indiquant l'activation du système de vannage et le fait que les deux conditions (251 , 252) de réalisations sont réalisées (258).
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