EP3489482A1 - Procédé de limitation de température de liquide caloporteur dans un système de refroidissement d'un moteur - Google Patents

Procédé de limitation de température de liquide caloporteur dans un système de refroidissement d'un moteur Download PDF

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EP3489482A1
EP3489482A1 EP18202073.5A EP18202073A EP3489482A1 EP 3489482 A1 EP3489482 A1 EP 3489482A1 EP 18202073 A EP18202073 A EP 18202073A EP 3489482 A1 EP3489482 A1 EP 3489482A1
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EP
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engine
temperature
torque
coolant
liquid
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Olivier JEAN BAPTISTE
Michel ANGELI
Christophe Coffy
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PSA Automobiles SA
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PSA Automobiles SA
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Publication date
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    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/14—Indicating devices; Other safety devices
    • F01P11/16—Indicating devices; Other safety devices concerning coolant temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/26—Control of the engine output torque by applying a torque limit

Definitions

  • the present invention relates to a method for limiting the temperature of coolant in a cooling system of a motor vehicle engine to prevent boiling of the heat transfer liquid.
  • the boiling of the coolant can cause several problems.
  • the boiling of the heat transfer fluid can damage the heat engine by limiting heat exchanges to the walls, the heat exchange being less effective, by loss of temperature information if a sensitive element of a coolant temperature sensor and present in the cooling system is no longer irrigated. Boiling can also cause the defusing of one or more heat transfer pumps in the system.
  • air bubbles may be present in the coolant resulting in poor heat exchange with the walls of the engine. Indeed, it can occur a loss of heat transfer liquid by overflow in the degassing box present in the cooling system circuit.
  • the anti-boiling strategy is therefore calibrated at 118 ° C.
  • the temperature limitation of heat transfer fluid is done by limiting the engine torque via an analysis of the history of evolution of the coolant temperature.
  • the limitation of the maximum heat transfer fluid temperature is carried out by a limitation of engine torque Clim fin. It is firstly calculated in 1 a coefficient of correction Coef cor according to a predetermined maximum temperature of coolant maxT liquid coolant output of the engine, an instantaneous temperature coolant liquid coolant output of the engine and a Vveh vehicle speed.
  • At least one parameter of the heat engine such as, for example, the power of the engine Pmot is also raised and filtered in 2.
  • the correction coefficient Coef cor is multiplied to the power of the engine filtered in order to obtain a limit power Plim.
  • the coefficient can be less than one with, in this case, a torque / power limitation applied with the limit power Plim lower than the power of the motor Pmot.
  • the correction coefficient may also be greater than one. In the latter case, there is no torque / power limitation applied.
  • the coefficient of correction Coef cor can be calculated by taking into account a history of evolution of the temperature of the heat transfer fluid liquid at the output of the engine as a function of the speed of the vehicle Vveh automobile.
  • An idle correction 3 is performed on the gradient-corrected Clim limiting torque as a function of the instantaneous engine speed rmot to give a final Clim end limit torque used to limit the engine torque.
  • Such an anti-boiling process of the heat transfer fluid according to the state of the art for a limitation of a coolant temperature in a cooling system of a thermal engine of a motor vehicle to prevent the temperature of the liquid at the output of the engine temporarily exceeds a boiling temperature of the current heat transfer liquid does not limit the occurrence of rise of the coolant at high temperatures but below the maximum calibrated threshold which is not typically limited to 118 ° C.
  • the elements of the engine cooled by the coolant coolant have their life significantly reduced when they are subject to high thermal levels due to oligocyclic or polycyclic fatigue phenomena, these components being in particular the housing, the cylinder, the cylinder head and the cylinder head gasket.
  • the severity of the thermal loading seen by these elements depends on the temperature of the coolant, the heat flow received, mainly depending on the instantaneous power.
  • Conventional solutions to limit this risk are primarily an improvement in the performance of the cooling equipment, including the radiator and the motor-fan unit.
  • the radiator class increase can cost several dozen euros per vehicle.
  • the problem underlying the invention is to avoid the boiling of a coolant liquid in a cooling system of a motor vehicle engine, obtaining a limitation of the instantaneous temperature of the engine. heat transfer fluid of the system by a limitation of engine torque which is effective while not being too penalizing for the provision of driving the vehicle.
  • a method of limiting a heat transfer fluid temperature in a cooling system of a thermal engine of a motor vehicle to prevent the temperature of the liquid output of the motor temporarily exceeds a boiling temperature of the heat transfer liquid the limitation being effected by a limitation of engine torque as a function of a predetermined maximum temperature of heat transfer liquid at the engine output, an instantaneous temperature of the coolant at the engine output, and a vehicle speed, characterized in that in the engine torque limitation at least one selected parameter is taken into account between an instantaneous power of the engine, an instantaneous torque of the engine or an instantaneous heat flux in the engine.
  • the technical effect is to obtain a limitation of engine torque which is calculated to the fairest, this considering in the calculation of a limit torque of the engine, at least one engine operating parameter accounting for either the power demanded at engine, either the instantaneous torque of the engine or the instantaneous heat flux in the engine.
  • a maximum engine temperature threshold not to be exceeded was lowered in comparison with the maximum temperature threshold typically associated with the heat transfer fluid, for example 118 ° C. It followed a too demanding limitation of the torque of the engine. In the opposite case, without lowering this threshold, the anti-boiling protection of the coolant was not permanently ensured.
  • the present invention because of the consideration of one or more parameters of the engine influencing the boiling of the heat transfer liquid, acts at most on the torque limitation.
  • a power of the engine taking as a parameter a power of the engine, it is not necessary to lower the instantaneous temperature of the coolant by excessive torque limitation below a percentage of 70 to 80%, advantageously 75 %, the maximum power of the motor while it is appropriate to do it for a higher percentage, this advantageously linearly. This will be explained in more detail later.
  • the slope of the forbidden zone drawn according to the present invention corresponds to an isothermal material of the critical zone of a fuse component of the engine.
  • said at least one selected parameter is multiplied after filtering by a correction coefficient being calculated to give at least one selected parameter corrected from the predetermined maximum temperature of heat transfer liquid, the instantaneous temperature of the coolant. and the speed of the vehicle and, on the other hand, a maximum value of said at least one selected parameter is calculated as a function of the instantaneous temperature of the coolant after asymmetric filtering, a minimum value between said at least one corrected selected parameter and the maximum value of said at least one selected parameter being taken for the calculation of a limit torque.
  • the correction coefficient is calculated by taking into account a history of evolution of the temperature of the heat transfer liquid at the output of the engine as a function of the speed of the motor vehicle.
  • the limit torque is calculated by taking the minimum value between the corrected motor power and the maximum power value of the motor by giving a limit power and dividing it by one. engine speed engine.
  • a curve is drawn which delimits a forbidden zone inferiorly by giving a corrected maximum heat transfer liquid temperature at the output of the engine as a function of a percentage of maximum power of the engine, the curve being firstly invariant, giving as a maximum temperature corrected the predetermined maximum temperature below a maximum engine power percentage value of between 70 and 80% and decreasing linearly above the maximum engine power percentage value.
  • the limit torque is corrected by a correction gradient limitation to obtain a limited gradient corrected torque.
  • an idle correction is performed on the gradient corrected limit torque as a function of the instantaneous engine speed to give a final limit torque for limiting the engine torque.
  • the invention also relates to an assembly of an engine control unit and a heat transfer fluid cooling system of a motor vehicle engine, the cooling system being controlled by an engine control unit, characterized in that the engine control unit comprises means for implementing such a method.
  • the invention finally relates to a motor vehicle comprising a heat engine, a cooling system of the engine and an engine control unit for controlling the cooling system, characterized in that the cooling system and the engine control unit form such a set.
  • the heat engine whose cooling is carried out may be a compression ignition engine, in particular a diesel engine or a diesel engine or a spark ignition engine, in particular a gasoline engine or a mixture engine containing gasoline.
  • the present invention relates to a method for limiting a coolant temperature T °lq coolant in a cooling system of a thermal engine of a motor vehicle to prevent that the temperature of the heat transfer liquid at the outlet of the engine temporarily exceeds a boiling temperature of the coolant.
  • the limitation is effected by limiting or reducing the engine torque as a function of a predetermined maximum temperature of coolant liquid at the engine output, an instantaneous temperature of the coolant liquid at the engine output and a vehicle speed. Vveh. This is done in a correction module 1 for the calculation of a Coef correction coefficient cor, which will be described in more detail below.
  • the engine torque limit is taken into account at least one selected parameter between an instantaneous power Pmot of the motor, an instantaneous torque of the motor or an instantaneous heat flux in the engine. This makes it possible to adapt the engine torque limitation to the most exact instantaneous operating conditions then prevailing for the engine. It is possible to take only one of the parameters, two parameters or all three parameters.
  • the instantaneous power Pmot and the instantaneous torque of the motor can be calculated and the instantaneous heat flux can be estimated.
  • the heat flow can be evaluated according to the temperature at the walls of the heat engine.
  • the instantaneous power Pmot and instantaneous torque data of the motor are necessarily available in an engine control unit for dynamic performance management.
  • Thermal flow is not necessarily data available in embedded software, especially in the engine control unit.
  • the selected parameter is the power of the engine indicated in abscissa as a percentage of a maximum power of the engine% Pmax with ordinate the temperature of the liquid T ° liq of cooling at the output of the engine. It should be borne in mind that the parameter or parameters selected may be other than the power of the motor and that this is not limiting.
  • a maximum temperature maxT ° liq not to exceed and a forbidden zone Zint1 is defined above this temperature because it is estimated that the coolant coolant will boil above the maximum temperature.
  • This predetermined maximum temperature maxTi liq remains constant for all percentages of power% Pmax with respect to the maximum power.
  • the predetermined maximum temperature maxTi li is chosen too high and there is a risk that the heat transfer fluid boils below this maximum temperature. Motor protection is no longer ensured.
  • the figure 4 shows a curve lower delimiting a Zint forbidden zone by giving a corrected maximum heat transfer fluid temperature at the engine output as a function of a percentage of maximum engine power% P max. To the figure 4 , it is predetermined a maximum temperature maxT ° liq not to exceed equivalent to that of the figure 2 but the curve does not follow this maximum temperature not to be exceeded for high percentage of power% Pmax.
  • the curve consisting of two affine linear portions with a zero director coefficient and a negative directing coefficient, is first of all invariant, giving as the maximum temperature adopted the predetermined maximum temperature max, such as 118.degree. is not limiting.
  • This predetermined maximum temperature maxT ° liq is set relatively low to avoid any risk of boiling for percentages of power% Pmax low or medium. This is followed by the affine portion with a negative coefficient of the curve which is referenced secumaxT ° liq.
  • the maximum predetermined temperature maxTi liq is maintained as the maximum temperature up to a percentage of power% Pmax with respect to the maximum power of 75%. Then, the curve follows the affine curve portion with a negative leading coefficient as a secumaxT ° liq safety curve.
  • V% P max of a maximum engine power percentage of not more than 70 and 80% the maximum predetermined maximum temperature is maintained.
  • V% Pmax of the maximum engine power percentage the maximum temperature is no longer the predetermined maximum temperature maximum and decreases linearly, this to better protect a boiling risk more present for values of percentage of power% Pmax maximum motor high so for example above 70 to 80%.
  • the operation of the engine comes out slightly penalized rightly because the risk of boiling of the coolant can be present but avoided.
  • the selected parameter (s) Pmot for example but without limitation the power of the motor, can be multiplied after a filtering operation 2 by a correction coefficient Coef cor.
  • the correction coefficient Coef can be calculated, to give at least one corrected selected parameter, based on the predetermined maximum temperature of the heat transfer liquid, the instantaneous temperature of the coolant liquid and the speed of the heat transfer liquid. Vveh vehicle.
  • the correction coefficient Coef cor is then multiplied by the selected parameter (s), for example the power of the motor to give at least one corrected selected parameter.
  • the parameter (s) selected Pmot may have undergone a filter 2 before being corrected by the correction coefficient Coef cor.
  • the coefficient of correction Coef cor can be calculated by taking into account a history of evolution of the temperature of the heat transfer fluid liquid at the output of the engine as a function of the speed of the vehicle Vveh automobile.
  • the calculation of the correction coefficient Coef cor determines the percentage of decrease of the selected parameter (s) Pmot by an analysis of the instantaneous heat transfer fluid temperature signal.
  • the correction of the selected parameter or parameters Pmot is all the more important as the heat transfer fluid temperature gradient is high and the coolant temperature is close to the maximum heat transfer fluid temperature.
  • the instantaneous temperature of the heat transfer liquid may have previously undergone an asymmetric filtering referenced at 4.
  • a minimum value min between said at least one selected parameter Plim and the maximum value of said at least one selected parameter Pmot can then be plotted as limit parameter Plim for calculating a limit torque Clim, for example a minimum value min between a maximum power corrected by the correction coefficient Coef cor and the maximum power value of the engine Pmot as a function of the instantaneous temperature of the coolant liquid. It is the limiting torque Clim which is at the base of the control of the temperature of boiling with some possible treatments of the limit torque Clim.
  • the limit torque Clim is calculated by taking the minimum value min between the corrected motor power and the maximum power value of the motor Pmot, this minimum value giving the limit power of the Plim engine and dividing it by an instantaneous motor speed of the engine, which is illustrated by the sign / figures 1 and 3 to obtain a limit torque Clim.
  • the Clim limiting torque thus obtained can be corrected by Gradlim gradient limitation of correction to obtain a limited gradient corrected torque.
  • a gradient limitation Gradlim corrects the limit torque Clim to limit the feeling of loss of torque by the driver of the motor vehicle. It is a temporal smoothing function to limit a dynamic performance impact and guarantee driver safety.
  • an idle correction referenced 3 can be performed on the Clim gradient corrected limit torque as a function of the instantaneous engine speed rmot to give a final limit torque Clim end for limiting the engine torque.
  • the idle correction 3 corrects if necessary the torque setpoint to avoid stalling the engine if rmot motor speed is low, which is not often the case, the method according to the invention being more particularly implemented for strong engine powers and therefore most often on high engine speeds.
  • the invention also relates to an assembly of an engine control unit and a coolant cooling system of a motor vehicle engine.
  • the cooling system is controlled by an engine control unit.
  • the engine control unit comprises means for implementing a method for limiting a coolant temperature T ° liq coolant in a cooling system of a thermal engine of a motor vehicle as previously described.
  • the invention finally relates to a motor vehicle comprising a heat engine, a cooling system of the engine and an engine control unit for controlling the cooling system, the cooling system and the engine control unit forming an assembly such that previously mentioned.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de limitation d'une température de liquide (T°liq) caloporteur dans un système de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile afin d'éviter que la température du liquide en sortie du moteur ne dépasse temporairement une température d'ébullition du liquide caloporteur, la limitation étant effectuée par une limitation de couple moteur en fonction d'une température maximale prédéterminée de liquide (maxT°liq) caloporteur en sortie du moteur, une température instantanée du liquide (T°liq) caloporteur en sortie du moteur et une vitesse du véhicule (Vveh). Il est pris compte dans la limitation de couple moteur au moins un paramètre sélectionné entre une puissance instantanée (Pmot) du moteur, un couple instantané du moteur ou un flux thermique instantané dans le moteur.Application dans le domaine des véhicules automobiles.

Description

  • La présente invention concerne un procédé de limitation de température de liquide caloporteur dans un système de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile pour éviter l'ébullition du liquide caloporteur.
  • Il est connu d'utiliser une stratégie anti-ébullition du liquide caloporteur permettant de limiter la température du liquide caloporteur servant au refroidissement du moteur thermique afin d'éviter l'ébullition du liquide caloporteur en fonctionnement du moteur ou lors d'un événement temporaire comme un coup de chaud.
  • Il est ainsi courant de limiter la température maximale du liquide caloporteur à environ 118°C, avec dans quelques cas une calibration à des niveaux inférieurs. Cette température maximale est sensée être inférieure à la température d'ébullition du liquide caloporteur à base d'eau avec la présence d'additifs de protection qui peut être de 136°C dans les conditions de pressurisation du circuit caloporteur.
  • Il y a donc une marge qui est prise, visant à prendre en compte l'information de température suivie et mesurée à l'extérieur du moteur. Il y a donc une homogénéisation de la température. Il est aussi pris en compte des températures localement plus élevées à proximité des parois les plus chaudes, ce qui peut provoquer un risque d'ébullition locale en interne du moteur. Enfin la marge prend en compte potentiellement l'élévation de température lors d'un coup de chaud consécutif à l'arrêt du moteur, ce qui induit un risque de débordement d'une la boîte de dégazage, comme il va être mentionné ultérieurement.
  • L'ébullition du fluide caloporteur peut générer plusieurs problèmes. L'ébullition du fluide caloporteur peut endommager le moteur thermique par limitation des échanges thermiques aux parois, les échanges thermiques étant moins efficaces, par perte de l'information de la température si un élément sensible d'un capteur de température du fluide caloporteur et présent dans le système de refroidissement n'est plus irrigué. L'ébullition peut aussi provoquer le désamorçage d'une pompe ou de plusieurs pompes à fluide caloporteur présentes dans le système.
  • Enfin, des bulles d'air peuvent être présentes dans le fluide caloporteur entraînant un mauvais échange de chaleur avec les parois du moteur. En effet, il peut se produire une perte de liquide caloporteur par débordement dans la boîte de dégazage présente dans le circuit du système de refroidissement.
  • Classiquement, la stratégie anti-ébullition est donc calibrée à 118°C. La limitation de température de fluide caloporteur se fait par limitation du couple moteur via une analyse de l'historique d'évolution de la température de fluide caloporteur.
  • En se référant à la figure 1, la limitation de la température maximale de fluide caloporteur est effectuée par une limitation de couple moteur Clim fin. Il est tout d'abord calculé en 1 un coefficient de correction Coef cor en fonction d'une température maximale prédéterminée de liquide maxT°liq caloporteur en sortie du moteur, d'une température instantanée du liquide T°liq caloporteur en sortie du moteur et d'une vitesse du véhicule Vveh.
  • Au moins un paramètre du moteur thermique comme, par exemple, la puissance du moteur Pmot est aussi relevée et filtrée en 2. Le coefficient de correction Coef cor est multiplié à la puissance du moteur filtrée afin d'obtenir une puissance limite Plim. Le coefficient peut être inférieur à un avec, dans ce cas, une limitation de couple/puissance appliquée avec la puissance limite Plim inférieur à la puissance du moteur Pmot. Cependant le coefficient de correction peut aussi être supérieur à un. Dans ce dernier cas, il n'y a pas de limitation de couple/puissance appliquée.
  • Le coefficient de correction Coef cor peut être calculé en tenant compte d'un historique d'évolution de la température du liquide T°liq caloporteur en sortie du moteur en fonction de la vitesse du véhicule Vveh automobile.
  • Il est ensuite calculé un couple moteur limite en divisant la puissance limite Plim par un régime moteur rmot. Ce couple moteur limite Clim est ensuite soumis à une limitation par gradient Gradlim pour obtenir un couple limité corrigé par gradient.
  • Une correction de ralenti 3 est effectuée sur le couple limite Clim corrigé par gradient en fonction du régime moteur rmot instantané pour donner un couple limite final Clim fin servant à la limitation de couple moteur.
  • Un tel procédé anti-ébullition du fluide caloporteur selon l'état de la technique pour une limitation d'une température de liquide caloporteur dans un système de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile afin d'éviter que la température du liquide en sortie du moteur ne dépasse temporairement une température d'ébullition du liquide caloporteur actuelle ne permet pas de limiter les occurrences de montée du liquide caloporteur à des températures élevées mais inférieures au seuil calibré maximal qui est non limitativement classiquement de 118°C.
  • Or, les éléments du moteur thermique refroidis par le liquide caloporteur de refroidissement voient leur durée de vie nettement réduite lorsqu'ils sont soumis à des niveaux thermiques élevés dues à des phénomènes de fatigue oligocyclique ou polycyclique, ces composants étant notamment le carter, le cylindre, la culasse et le joint de culasse.
  • La sévérité du chargement thermique vu par ces éléments dépend de la température du liquide caloporteur, du flux thermique reçu, principalement dépendant de la puissance instantanée. Les solutions classiques permettant de limiter ce risque sont en premier une amélioration de la performance du matériel de refroidissement, notamment du radiateur et du groupe moto-ventilateur. Cependant, l'augmentation de classe du radiateur peut coûter plusieurs dizaines d'euro par véhicule.
  • Une autre solution est la calibration du seuil d'anti-ébullition à une valeur inférieure à 118°C. Cependant cela génère une limitation des prestations, par exemple de la vitesse en remorquage, ceci paradoxalement y compris dans des situations de vie où le risque thermique est faible, ce qui est le cas pour une température de fluide élevée combinée avec une puissance du moteur faible.
  • Il en est déduit que ces solutions ne sont pas optimales, voire inacceptables, en terme de gestion du compromis qualité/prestation/coût pour un système de refroidissement d'un moteur thermique.
  • Par conséquent, le problème à la base de l'invention est d'éviter l'ébullition d'un liquide de caloporteur dans un système de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile, en obtenant une limitation de la température instantanée du liquide caloporteur du système par une limitation de couple moteur qui soit efficace tout en n'étant pas trop pénalisante pour la prestation de conduite du véhicule.
  • Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un procédé de limitation d'une température de liquide caloporteur dans un système de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile afin d'éviter que la température du liquide en sortie du moteur ne dépasse temporairement une température d'ébullition du liquide caloporteur, la limitation étant effectuée par une limitation de couple moteur en fonction d'une température maximale prédéterminée de liquide caloporteur en sortie du moteur, une température instantanée du liquide caloporteur en sortie du moteur et une vitesse du véhicule, caractérisé en ce qu'il est pris compte dans la limitation de couple moteur au moins un paramètre sélectionné entre une puissance instantanée du moteur, un couple instantané du moteur ou un flux thermique instantané dans le moteur.
  • L'effet technique est d'obtenir une limitation de couple moteur qui soit calculée au plus juste, ceci en considérant dans le calcul d'un couple limite du moteur, au moins un paramètre de fonctionnement du moteur rendant compte soit de la puissance demandée au moteur, soit du couple instantané du moteur ou du flux thermique instantané dans le moteur.
  • Selon l'état de la technique, pour protéger le moteur, un seuil de température maximale du moteur à ne pas dépasser était abaissé en comparaison avec le seuil de température maximale typiquement associé au fluide caloporteur par exemple de 118°C. Il s'en suivait une limitation trop exigeante du couple du moteur thermique. Dans le cas inverse, sans abaisser ce seuil, la protection anti-ébullition du liquide caloporteur n'était pas assurée en permanence.
  • La présente invention, du fait de la considération d'un ou de paramètres du moteur influant sur l'ébullition du liquide caloporteur, agit au plus juste sur la limitation de couple. Par exemple, en se référant notamment à la figure 4 de la présente demande, en prenant comme paramètre une puissance du moteur, il n'est pas nécessaire d'abaisser la température instantanée du fluide caloporteur par une trop forte limitation de couple en dessous d'un pourcentage de 70 à 80%, avantageusement 75%, de la puissance maximale du moteur alors qu'il est approprié de le faire pour un pourcentage plus élevé, ceci avantageusement linéairement. Ceci sera plus amplement expliqué ultérieurement.
  • Cela permet de limiter le chargement thermique des situations sévères qui sont principalement une température instantanée de fluide caloporteur élevée et une puissance du moteur élevée tout en maintenant les prestations du moteur thermique du véhicule automobile dans des situations de vie sans risque, par exemple une puissance du moteur faible avec même une température instantanée de fluide caloporteur élevée. La pente de la zone interdite tracée selon la présente invention correspond à une iso-température matière de la zone critique d'un composant fusible du moteur.
  • Avantageusement, d'une part, ledit au moins un paramètre sélectionné est multiplié après filtrage par un coefficient de correction étant calculé pour donner au moins un paramètre sélectionné corrigé à partir de la température maximale prédéterminée de liquide caloporteur, de la température instantanée du liquide caloporteur et de la vitesse du véhicule et, d'autre part, il est calculé une valeur maximale dudit au moins un paramètre sélectionné en fonction de la température instantanée du liquide caloporteur après filtrage asymétrique, une valeur minimale entre ledit au moins un paramètre sélectionné corrigé et la valeur maximale dudit au moins un paramètre sélectionné étant prise pour le calcul d'un couple limite.
  • Avantageusement, le coefficient de correction est calculé en tenant compte d'un historique d'évolution de la température du liquide caloporteur en sortie du moteur en fonction de la vitesse du véhicule automobile.
  • Avantageusement, quand ledit au moins un paramètre sélectionné est une puissance du moteur, le couple limite est calculé en prenant la valeur minimale entre la puissance du moteur corrigé et la valeur maximale de puissance du moteur en donnant une puissance limite et en la divisant par un régime moteur instantané du moteur.
  • Avantageusement, il est tracé une courbe délimitant inférieurement une zone interdite en donnant une température maximale corrigée de liquide caloporteur en sortie du moteur en fonction d'un pourcentage de puissance maximale du moteur, la courbe étant tout d'abord invariante en donnant comme température maximale corrigée la température maximale prédéterminée en dessous d'une valeur de pourcentage de puissance maximale du moteur comprise au plus entre 70 et 80% et décroissant linéairement au-dessus de la valeur de pourcentage de puissance maximale du moteur.
  • Avantageusement, le couple limite est corrigé par une limitation de gradient de correction pour obtenir un couple limité corrigé par gradient.
  • Avantageusement, une correction de ralenti est effectuée sur le couple limite corrigé par gradient en fonction du régime moteur instantané pour donner un couple limite final servant à la limitation de couple moteur.
  • L'invention concerne aussi un ensemble d'une unité de contrôle moteur et d'un système de refroidissement par fluide caloporteur d'un moteur thermique de véhicule automobile, le système de refroidissement étant commandé par une unité de contrôle moteur, caractérisé en ce que l'unité de contrôle moteur comprend des moyens de mise en oeuvre d'un tel procédé.
  • L'invention concerne enfin un véhicule automobile comprenant un moteur thermique, un système de refroidissement du moteur thermique et une unité de contrôle moteur pour la commande du système de refroidissement, caractérisé en ce que le système de refroidissement et l'unité de contrôle moteur forme un tel ensemble.
  • D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
    • la figure 1 est une représentation schématique d'un logigramme d'un procédé de limitation d'une température de liquide caloporteur dans un système de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile afin d'éviter que la température du liquide en sortie du moteur ne dépasse temporairement une température d'ébullition du liquide caloporteur, ce procédé étant conforme à l'état de la technique,
    • la figure 2 est une représentation d'une courbe délimitant une zone interdite de température instantanée d'un fluide caloporteur d'un système de refroidissement d'un véhicule en fonction d'un pourcentage de la puissance du moteur alors atteinte, la délimitation de la zone interdite se faisant selon un procédé de l'état de la technique,
    • la figure 3 est une représentation schématique d'un logigramme d'un procédé de limitation d'une température de liquide caloporteur dans un système de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile afin d'éviter que la température du liquide en sortie du moteur ne dépasse temporairement une température d'ébullition du liquide caloporteur, ce procédé étant conforme à la présente invention avec prise en compte d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur thermique sélectionné entre une puissance instantanée du moteur, un couple instantané du moteur ou un flux thermique instantané dans le moteur,
    • la figure 4 est une représentation d'une courbe délimitant une zone interdite de température instantanée d'un fluide caloporteur d'un système de refroidissement d'un véhicule en fonction d'un pourcentage de la puissance du moteur alors atteinte, la délimitation de la zone interdite se faisant selon un procédé conforme à la présente invention.
  • Il est à garder à l'esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l'invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension.
  • Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.
  • Dans le cadre de la présente invention, le moteur thermique dont le refroidissement est effectué peut être un moteur à allumage par compression, notamment moteur Diesel ou fonctionnant au gazole ou un moteur thermique à allumage commandé, notamment moteur à carburant essence ou à mélange contenant de l'essence.
  • En se référant plus particulièrement aux figures 3 et 4 mais aussi aux figures 1 et 2 illustrant l'état de la technique à titre de comparaison, la présente invention concerne un procédé de limitation d'une température de liquide T°liq caloporteur dans un système de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile afin d'éviter que la température du liquide caloporteur en sortie du moteur ne dépasse temporairement une température d'ébullition du liquide caloporteur.
  • La limitation est effectuée par une limitation ou réduction du couple du moteur en fonction d'une température maximale prédéterminée de liquide maxT°liq caloporteur en sortie du moteur, une température instantanée du liquide T°liq caloporteur en sortie du moteur et une vitesse du véhicule Vveh. Ceci est fait dans un module de correction 1 pour le calcul d'un coefficient de correction Coef cor, ce qui sera ultérieurement plus amplement décrit.
  • Selon l'invention, il est pris compte dans la limitation de couple moteur au moins un paramètre sélectionné entre une puissance instantanée Pmot du moteur, un couple instantané du moteur ou un flux thermique instantané dans le moteur. Ceci permet d'adapter la limitation de couple moteur au plus juste des conditions de fonctions instantanées alors régnantes pour le moteur thermique. Il est possible de ne prendre qu'un des paramètres, deux paramètres ou tous les trois paramètres.
  • La puissance instantanée Pmot et le couple instantané du moteur peuvent être calculés et le flux thermique instantané peut être estimé. Le flux thermique peut être évalué selon la température régnant aux parois du moteur thermique.
  • Les données de puissance instantanée Pmot et de couple instantané du moteur sont nécessairement disponibles dans une unité de contrôle moteur pour la gestion des prestations dynamiques. Le flux thermique n'est pas nécessairement une donnée disponible dans les logiciels embarqués, notamment dans l'unité de contrôle moteur.
  • Aux figures 2 et 4, le paramètre sélectionné est la puissance du moteur indiqué en abscisse en pourcentage d'une puissance maximale du moteur %Pmax avec en ordonnée la température du liquide T°liq de refroidissement en sortie du moteur. Il est à garder à l'esprit que le paramètre ou les paramètres sélectionnés peuvent être autres que la puissance du moteur et que ceci n'est pas limitatif.
  • A la figure 2, selon l'état de la technique, il est prédéterminé une température maximale maxT°liq à ne pas dépasser et une zone interdite Zint1 est définie au-dessus de cette température car il est estimé que le liquide caloporteur de refroidissement va entrer en ébullition au-dessus de la température maximale. Cette température maximale prédéterminée maxT°liq reste constante pour tous les pourcentages de puissance %Pmax par rapport à la puissance maximale.
  • Ceci présente le désavantage de ne pas assurer une protection efficace contre l'ébullition du fluide caloporteur ou au contraire d'assurer une protection trop sévère et non nécessaire alors qu'il n'y a pas de risque d'ébullition.
  • Soit la température maximale prédéterminée maxT°liq est choisie trop élevée et alors il y a un risque que le fluide caloporteur rentre en ébullition en dessous de cette température maximale. La protection du moteur n'est donc plus assurée.
  • Soit la température maximale est choisie trop faible et alors la limitation de couple obtenue par un procédé selon l'état de la technique s'effectue même quand le risque d'une entrée en ébullition du liquide caloporteur n'est pas présent, ce qui diminue de manière non nécessaire les performances du véhicule.
  • La figure 4 montre une courbe délimitant inférieurement une zone interdite Zint en donnant une température maximale corrigée de liquide caloporteur en sortie du moteur en fonction d'un pourcentage de puissance %Pmax maximale du moteur. A la figure 4, il est prédéterminé une température maximale maxT°liq à ne pas dépasser équivalente à celle de la figure 2 mais la courbe ne suit pas cette température maximale à ne pas dépasser pour des pourcentage de puissance %Pmax élevés.
  • La courbe, en fait constituée de deux portions linéaires affines avec un coefficient directeur nul et un coefficient directeur négatif, est tout d'abord invariante en donnant comme température maximale adopté la température maximale prédéterminée maxT°liq, par exemple 118°C mais ceci n'est pas limitatif. Cette température maximale prédéterminée maxT°liq est fixée relativement basse pour éviter tout risque d'ébullition pour des pourcentages de puissance %Pmax peu élevés ou moyens. Ceci est suivi par la la portion affine avec un coefficient directeur négatif de la courbe qui est référencée secumaxT°liq.
  • A la figure 4, la température maximale prédéterminée maxT°liq est conservée comme température maximale jusqu'à un pourcentage de puissance %Pmax par rapport à la puissance maximale de 75%. Ensuite, la courbe suit la portion de courbe affine avec un coefficient directeur négatif en tant que courbe de sécurité secumaxT°liq.
  • Ainsi, en dessous d'une valeur V%Pmax de pourcentage de puissance maximale du moteur comprise au plus entre 70 et 80%, la température maximale prédéterminée maxT°liq est conservée. Au-dessus de cette valeur V%Pmax de pourcentage de puissance maximale du moteur, la température maximale n'est plus la température maximale prédéterminée maxT°liq et décroît linéairement, ceci pour mieux protéger un risque d'ébullition plus présent pour des valeurs de pourcentage de puissance %Pmax maximale du moteur élevés donc par exemple au-dessus de 70 à 80%. Le fonctionnement du moteur en sort légèrement pénalisé à juste titre car le risque d'ébullition du liquide caloporteur peut être présent mais évité.
  • Lors d'étapes du procédé communes aux procédés selon l'invention et aux procédés selon l'état de la technique, comme montré aux figures 1 et 3, le ou les paramètres sélectionnés Pmot, par exemple mais non limitativement la puissance du moteur, peuvent être multipliés après une opération de filtrage 2 par un coefficient de correction Coef cor.
  • Premièrement, le coefficient de correction Coef cor peut être calculé, pour donner au moins un paramètre sélectionné corrigé, à partir de la température maximale prédéterminée de liquide maxT°liq caloporteur, de la température instantanée du liquide T°liq caloporteur et de la vitesse du véhicule Vveh. Le coefficient de correction Coef cor est alors multiplié au(x) paramètre(s) sélectionné(s), par exemple la puissance du moteur pour donner un au moins un paramètre sélectionné corrigé. Le ou les paramètres sélectionnés Pmot peuvent avoir subi un filtrage 2 avant d'être corrigés par le coefficient de correction Coef cor.
  • Le coefficient de correction Coef cor peut être calculé en tenant compte d'un historique d'évolution de la température du liquide T°liq caloporteur en sortie du moteur en fonction de la vitesse du véhicule Vveh automobile. Le calcul du coefficient de correction Coef cor détermine le pourcentage de diminution du ou des paramètres sélectionnés Pmot par une analyse du signal de température instantanée de fluide caloporteur.
  • La correction du paramètre ou des paramètres sélectionnés Pmot est d'autant plus importante que le gradient de température de fluide caloporteur est élévé et que la température de fluide caloporteur est proche de la température maximale de fluide caloporteur.
  • Deuxièmement et simultanément, selon l'invention, il peut être calculé en 5 une valeur maximale du ou des paramètres sélectionnés Pmot, ceci en fonction de la température instantanée du liquide T°liq caloporteur. La température instantanée du liquide T°liq caloporteur peut avoir subi préalablement un filtrage asymétrique référencé en 4.
  • Une valeur minimale min entre ledit au moins un paramètre sélectionné corrigé Plim et la valeur maximale dudit au moins un paramètre sélectionné Pmot peut alors être pise en tant que paramètre limite Plim pour le calcul d'un couple limite Clim, par exemple une valeur minimale min entre une puissance maximale corrigé par le coefficient de correction Coef cor et la valeur maximale de puissance du moteur Pmot en fonction de la température instantanée du liquide T°liq caloporteur. C'est le couple limite Clim qui est à la base du contrôle de la température d'ébullition moyennant quelques possibles traitements du couple limite Clim.
  • Ainsi, dans le cas spécifique pour lequel ledit au moins un paramètre sélectionné Pmot est une puissance du moteur, le couple limite Clim est calculé en prenant la valeur minimale min entre la puissance du moteur corrigé et la valeur maximale de puissance du moteur Pmot, cette valeur minimale donnant la puissance limite du moteur Plim et en la divisant par un régime moteur rmot instantané du moteur, ce qui illustré par le signe / aux figures 1 et 3 pour obtenir un couple limite Clim.
  • Le couple limite Clim ainsi obtenu peut être corrigé par une limitation de gradient Gradlim de correction pour obtenir un couple limité corrigé par gradient. Une limitation de gradient Gradlim corrige le couple limite Clim pour limiter le ressenti de perte de couple par le conducteur du véhicule automobile. C'est une fonction de lissage temporel pour limiter un impact de prestation dynamique et garantir la sécurité du conducteur.
  • Accessoirement, une correction de ralenti référencée 3 peut être effectuée sur le couple limite Clim corrigé par gradient en fonction du régime moteur rmot instantané pour donner un couple limite final Clim fin servant à la limitation de couple moteur. La correction de ralenti 3 corrige si nécessaire la consigne de couple afin d'éviter un calage du moteur si le régime moteur rmot est faible, ce qui n'est pas fréquemment le cas, le procédé selon l'invention se mettant plus particulièrement en oeuvre pour des puissances de moteur fortes et donc le plus souvent sur des régimes moteurs élevés.
  • L'invention concerne aussi un ensemble d'une unité de contrôle moteur et d'un système de refroidissement par fluide caloporteur d'un moteur thermique de véhicule automobile. De manière classique, le système de refroidissement est commandé par une unité de contrôle moteur. Selon l'invention, l'unité de contrôle moteur comprend des moyens de mise en oeuvre d'un procédé de limitation d'une température de liquide T°liq caloporteur dans un système de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile tel que précédemment décrit.
  • L'invention concerne enfin un véhicule automobile comprenant un moteur thermique, un système de refroidissement du moteur thermique et une unité de contrôle moteur pour la commande du système de refroidissement, le système de refroidissement et l'unité de contrôle moteur formant un ensemble tel que précédemment mentionné.
  • L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples.

Claims (8)

  1. Procédé de limitation d'une température de liquide (T°liq) caloporteur dans un système de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile afin d'éviter que la température du liquide en sortie du moteur ne dépasse temporairement une température d'ébullition du liquide caloporteur, la limitation étant effectuée par une limitation de couple moteur (Clim fin) en fonction d'une température maximale prédéterminée de liquide (maxT°liq) caloporteur en sortie du moteur, une température instantanée du liquide (T°liq) caloporteur en sortie du moteur et une vitesse du véhicule (Vveh), étant pris compte dans la limitation de couple moteur (Clim fin) au moins un paramètre sélectionné entre une puissance instantanée (Pmot) du moteur, un couple instantané du moteur ou un flux thermique instantané dans le moteur, caractérisé en ce que, d'une part, ledit au moins un paramètre sélectionné (Pmot) est multiplié après filtrage (2) par un coefficient de correction (Coef cor) calculé, à partir de la température maximale prédéterminée de liquide (maxT°liq) caloporteur, de la température instantanée du liquide (T°liq) caloporteur et de la vitesse du véhicule (Vveh) et, d'autre part, il est calculé une valeur maximale dudit au moins un paramètre sélectionné (Pmot) en fonction de la température instantanée du liquide (T°liq) caloporteur après filtrage asymétrique (4), une valeur minimale (min) entre ledit au moins un paramètre sélectionné corrigé et la valeur maximale dudit au moins un paramètre sélectionné (Pmot) étant prise pour le calcul d'un couple limite (Clim).
  2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le coefficient de correction (Coef cor) est calculé en tenant compte d'un historique d'évolution de la température du liquide (T°liq) caloporteur en sortie du moteur en fonction de la vitesse du véhicule (Vveh) automobile.
  3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, quand ledit au moins un paramètre sélectionné (Pmot) est une puissance du moteur, le couple limite (Clim) est calculé en prenant la valeur minimale (min) entre la puissance du moteur corrigé et la valeur maximale de puissance du moteur (Pmot) donnant une puissance limite (Plim) et en la divisant par un régime moteur (rmot) instantané du moteur.
  4. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel il est tracé une courbe délimitant inférieurement une zone interdite (Zint) en donnant une température maximale corrigée de liquide caloporteur en sortie du moteur en fonction d'un pourcentage de puissance (%Pmax) maximale du moteur, la courbe étant tout d'abord invariante en donnant comme température maximale corrigée la température maximale prédéterminée (maxT°liq) en dessous d'une valeur (V%Pmax) de pourcentage de puissance maximale du moteur comprise au plus entre 70 et 80% et décroissant linéairement au-dessus de la valeur (V%Pmax) de pourcentage de puissance maximale du moteur.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le couple limite (Clim) est corrigé par une limitation de gradient (Gradlim) de correction pour obtenir un couple limité corrigé par gradient.
  6. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel une correction de ralenti (3) est effectuée sur le couple limite (Clim) corrigé par gradient en fonction du régime moteur (rmot) instantané pour donner un couple limite final (Clim fin) servant à la limitation de couple moteur.
  7. Ensemble d'une unité de contrôle moteur et d'un système de refroidissement par fluide caloporteur d'un moteur thermique de véhicule automobile, le système de refroidissement étant commandé par une unité de contrôle moteur, caractérisé en ce que l'unité de contrôle moteur comprend des moyens de mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  8. Véhicule automobile comprenant un moteur thermique, un système de refroidissement du moteur thermique et une unité de contrôle moteur pour la commande du système de refroidissement, caractérisé en ce que le système de refroidissement et l'unité de contrôle moteur forme un ensemble selon la revendication précédente.
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