EP3489482B1 - 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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EP3489482B1
EP3489482B1 EP18202073.5A EP18202073A EP3489482B1 EP 3489482 B1 EP3489482 B1 EP 3489482B1 EP 18202073 A EP18202073 A EP 18202073A EP 3489482 B1 EP3489482 B1 EP 3489482B1
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EP
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engine
temperature
coolant
torque
instantaneous
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Olivier JEAN BAPTISTE
Michel ANGELI
Christophe Coffy
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
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
    • 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
    • F01P2025/60—Operating parameters
    • F01P2025/62—Load
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    • F01P2025/66—Vehicle speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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 heat transfer liquid in a cooling system of a heat engine of a motor vehicle to prevent boiling of the heat transfer liquid.
  • Boiling the heat transfer fluid can cause several problems.
  • the boiling of the heat transfer fluid can damage the heat engine by limiting the heat exchanges on the walls, the heat exchanges being less efficient, by loss of temperature information if a sensitive element of a heat transfer fluid temperature sensor is present. in the cooling system is no longer irrigated. Boiling can also cause a pump or several heat transfer fluid pumps present in the system to defuse.
  • air bubbles may be present in the heat transfer fluid causing poor heat exchange with the walls of the engine.
  • the anti-boiling strategy is therefore calibrated at 118 ° C.
  • the temperature of the heat transfer fluid is limited by limiting the engine torque via an analysis of the history of changes in the temperature of the heat transfer fluid.
  • the maximum coolant temperature is limited by limiting the fine air conditioning engine torque. It is first of all calculated in 1 a correction coefficient Coef cor as a function of a predetermined maximum temperature of liquid maxT ° liq coolant leaving the engine, an instantaneous temperature of the liquid T ° liq coolant leaving the engine and of a vehicle speed Vveh.
  • At least one parameter of the heat engine such as, for example, the power of the engine Pmot is also noted and filtered in 2.
  • the correction coefficient Coef cor is multiplied by the power of the engine filtered in order to obtain a limit power Plim.
  • the coefficient may be less than one with, in this case, a torque / power limitation applied with the limit power Plim less than the power of the motor Pmot.
  • the correction coefficient can also be greater than one. In the latter case, there is no torque / power limitation applied.
  • the correction coefficient Coef cor can be calculated by taking into account a history of evolution of the temperature of the liquid T ° liq coolant at the outlet of the engine as a function of the speed of the vehicle Vveh automobile.
  • a limit engine torque is then calculated by dividing the limit power Plim by an engine speed rmot.
  • This limiting motor torque Clim is then subjected to a limitation by gradient Gradlim in order to obtain a limited torque corrected by gradient.
  • An idling correction 3 is made on the limit torque Clim corrected by gradient as a function of the instantaneous engine speed rmot to give a final limit torque Clim end used for the engine torque limitation.
  • Such an anti-boiling method of the heat transfer fluid according to the state of the art for limiting a temperature of heat transfer liquid in a cooling system of a heat engine of a motor vehicle in order to prevent the temperature of the liquid at the output of the engine temporarily does not exceed a boiling point of the current heat transfer liquid does not limit the occurrences of rise of the heat transfer liquid at high temperatures but below the maximum calibrated threshold which is not limitatively conventionally 118 ° C.
  • the elements of the heat engine cooled by the coolant coolant see their life significantly reduced when subjected to high thermal levels due to oligocyclic or polycyclic fatigue phenomena, these components being in particular the casing, 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 heat transfer liquid, on the heat flow received, mainly depending on the instantaneous power.
  • Conventional solutions to limit this risk are first and foremost an improvement in the performance of the cooling equipment, in particular the radiator and the motor-fan assembly.
  • increasing the class of the radiator can cost several tens of euros per vehicle.
  • Another solution is to calibrate the anti-boiling threshold at a value below 118 ° C.
  • this generates a limitation in performance, for example towing speed, paradoxically including in life situations where the thermal risk is low, which is the case for a high fluid temperature combined with a low engine power .
  • the problem underlying the invention is to avoid the boiling of a coolant liquid in a cooling system of a heat engine of a motor vehicle, by obtaining a limitation of the instantaneous temperature of the heat transfer fluid of the system by an engine torque limitation which is effective while not being too penalizing for the performance of driving the vehicle.
  • a method for limiting a temperature of coolant in a cooling system of a heat engine of a motor vehicle in order to prevent the temperature of the liquid leaving the engine temporarily does not exceed a boiling point of the heat transfer liquid the limitation being effected by a limitation of the engine torque as a function of a predetermined maximum temperature of heat transfer liquid at the outlet of the engine, an instantaneous temperature of the heat transfer liquid at the outlet of the engine and a vehicle speed, characterized in that at least one parameter selected between instantaneous engine power, instantaneous engine torque or instantaneous heat flow in the engine is taken into account in limiting the engine torque.
  • the technical effect is to obtain a limitation of the engine torque which is calculated as accurately as possible, this by considering in the calculation of a limit torque of the engine, at least one operating parameter of the engine accounting for either the power requested from the motor, either the instantaneous torque of the motor or the instantaneous heat flux in the motor.
  • a maximum temperature threshold of the engine not to be exceeded was lowered in comparison with the maximum temperature threshold typically associated with the heat transfer fluid, for example 118 ° C.
  • the result was an overly demanding limitation of the torque of the heat engine.
  • the anti-boiling protection of the heat transfer liquid was not permanently ensured.
  • the present invention due to the consideration of one or more engine parameters influencing the boiling of the coolant, acts as closely as possible on the torque limitation.
  • an engine power taking as a parameter an engine power, it is not necessary to lower the instantaneous temperature of the heat transfer fluid by too great a torque limitation below a percentage of 70 to 80%, advantageously 75 %, of the maximum engine power when it is appropriate to do so for a higher percentage, this advantageously linearly. This will be more fully explained later.
  • the slope of the forbidden zone plotted according to the present invention corresponds to a material iso-temperature of the critical zone of a fusible 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 on the basis of the predetermined maximum temperature of coolant, of the instantaneous temperature of 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 heat-transfer liquid 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 outlet 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 engine power and the maximum engine power value by giving a limit power and dividing it by a instantaneous engine speed.
  • a curve is drawn delimiting a forbidden zone below by giving a corrected maximum temperature of heat transfer liquid at the outlet of the engine as a function of a percentage of maximum engine power, the curve being first of all invariant by giving as maximum temperature corrected the predetermined maximum temperature below a value of percentage of maximum engine power of at most between 70 and 80% and decreasing linearly above the value of percentage of maximum engine power.
  • the limit torque is corrected by a correction gradient limitation to obtain a limited torque corrected by gradient.
  • an idling correction is carried out on the limit torque corrected by gradient as a function of the instantaneous engine speed to give a final limit torque used for limiting the engine torque.
  • the invention also relates to an assembly of an engine control unit and a coolant cooling system for a thermal engine of a motor vehicle, 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 relates to a motor vehicle comprising a heat engine, a heat engine cooling system 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 the cooling of which is carried out may be a compression-ignition engine, in particular a diesel engine or operating on diesel fuel or a positive-ignition engine, in particular a petrol or mixture fuel engine containing gasoline.
  • the present invention relates to a method for limiting a temperature of liquid T ° liq coolant in a cooling system of a heat engine of a motor vehicle in order to avoid that the temperature of the heat transfer liquid leaving the engine temporarily does not exceed a boiling temperature of the heat transfer liquid.
  • the limitation is effected by limiting or reducing the torque of the engine as a function of a predetermined maximum temperature of the maximum liquid T ° liq coolant leaving the engine, an instantaneous temperature of the liquid T ° liq coolant leaving the engine and a speed of the vehicle Vveh. This is done in a correction module 1 for the calculation of a correction coefficient Coef cor, which will be described more fully below.
  • the limitation of the engine torque at least one parameter selected between an instantaneous power Pmot of the engine, an instantaneous torque of the engine or an instantaneous heat flux in the engine.
  • the instantaneous power Pmot and the instantaneous torque of the motor can be calculated and the instantaneous heat flux can be estimated.
  • the heat flux can be evaluated according to the temperature prevailing at the walls of the heat engine.
  • the instantaneous power Pmot and instantaneous engine torque data are necessarily available in an engine control unit for managing the dynamic performances.
  • the heat flow is not necessarily a data available in the on-board software, in particular in the engine control unit.
  • the selected parameter is the engine power indicated on the abscissa in percentage of a maximum engine power% Pmax with on the ordinate the temperature of the cooling liquid T ° liq at the engine outlet. 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 is not predetermined not to be exceeded and a prohibited zone Zint1 is defined above this temperature because it is estimated that the coolant will boil above the maximum temperature.
  • This predetermined maximum temperature maxT ° liq remains constant for all percentages of power% Pmax relative to the maximum power.
  • the figure 4 shows a curve delimiting below a prohibited zone Zint by giving a corrected maximum temperature of the heat transfer liquid at the outlet of the engine according to a percentage of power% Pmax maximum of the engine. To the figure 4 , it is predetermined a maximum temperature maxT ° liq not to be exceeded equivalent to that of the figure 2 but the curve does not follow this maximum temperature which should not be exceeded for high% Pmax power percentages.
  • the curve in fact made up of two linear affine portions with a zero directing coefficient and a negative directing coefficient, is first of all invariant by giving as maximum adopted temperature the predetermined maximum temperature maxT ° liq, for example 118 ° C but this n is not limiting.
  • This predetermined maximum temperature maxT ° liq is set relatively low to avoid any risk of boiling for low or medium percentages of power% Pmax.
  • This is followed by the affine portion with a negative directing coefficient of the curve which is referenced secumaxT ° liq.
  • the maximum predetermined temperature maxT ° liq is kept as the maximum temperature up to a percentage of power% Pmax compared to the maximum power of 75%. Then, the curve follows the affine portion of the curve with a negative directing coefficient as a safety curve secumaxT ° liq.
  • the selected parameter (s) Pmot for example but not limited to the power of the motor, can be multiplied after a filtering operation 2 by a correction coefficient Coef cor.
  • the correction coefficient Coef cor can be calculated, to give at least one selected parameter corrected, from the predetermined maximum temperature of liquid maxT ° liq coolant, the instantaneous temperature of liquid T ° liq coolant and the speed of Vveh vehicle.
  • the correction coefficient Coef cor is then multiplied to the selected parameter (s), for example the power of the motor to give at least one corrected selected parameter.
  • the selected parameter (s) Pmot may have been filtered 2 before being corrected by the correction coefficient Coef cor.
  • the correction coefficient Coef cor can be calculated by taking into account a history of evolution of the temperature of the liquid T ° liq coolant at the outlet 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 decrease in the selected parameter (s) Pmot by an analysis of the instantaneous temperature signal of the heat transfer fluid.
  • the correction of the selected parameter or parameters Pmot is all the more important as the temperature gradient of the heat transfer fluid is high and that the temperature of the heat transfer fluid is close to the maximum temperature of the heat transfer fluid.
  • the instantaneous temperature of the liquid T ° liq coolant may have previously undergone an asymmetric filtering referenced in 4.
  • a minimum value min between said at least one selected parameter corrected Plim and the maximum value of said at least one selected parameter Pmot can then be taken as limit parameter Plim for the calculation of 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 motor Pmot as a function of the instantaneous temperature of the liquid T ° liq coolant.
  • 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 motor Pmot as a function of the instantaneous temperature of the liquid T ° liq coolant.
  • the limit torque Clim which is the basis of the control of the boiling temperature by means of some possible treatments of the limit torque Clim.
  • the limit torque Clim is calculated by taking the minimum value min between the power of the corrected engine and the maximum engine power value Pmot, this minimum value giving the limit power of the Plim engine and dividing it by an instantaneous engine speed rmot, which is illustrated by the sign / aux figures 1 and 3 to obtain a Clim limit torque.
  • the limit torque Clim thus obtained can be corrected by a gradient limitation Gradlim of correction to obtain a limited torque corrected by gradient.
  • a Gradlim gradient limitation corrects the Clim torque limit to limit the feeling of loss of torque by the driver of the motor vehicle. It is a time smoothing function to limit a dynamic performance impact and guarantee driver safety.
  • an idle correction referenced 3 can be performed on the limit torque Clim corrected by gradient as a function of the instantaneous engine speed rmot to give a final limit torque Clim end used for the engine torque limitation.
  • the idling correction 3 corrects the torque setpoint if necessary in order to avoid stalling the engine if the engine speed rmot is low, which is not frequently the case, the method according to the invention being implemented more particularly for high engine powers and therefore most often at high engine speeds.
  • the invention also relates to an assembly of an engine control unit and a coolant cooling system for a heat engine of a motor vehicle.
  • the cooling system is controlled by an engine control unit.
  • the engine control unit comprises means for implementing a method for limiting a temperature of liquid T ° liq coolant in a cooling system of a heat 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 heat engine and an engine control unit for controlling the cooling system, the cooling system and the engine control unit forming an assembly such as previously mentioned.

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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 évènement temporaire comme un coup de chaud. US 2014/214289 divulgue un procédé de limitation d'une température de liquide caloporteur dans un système de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile.
  • 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 œuvre 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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