FR2708042A1

FR2708042A1 - Installation de refroidissement pour un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comportant une soupape thermostatique, qui contient un élément formé d'une matière extensible, pouvant être chauffé électriquement.

Info

Publication number: FR2708042A1
Application number: FR9408851A
Authority: FR
Inventors: Lemberger Heinz; Huemer Gerhart; Leu Peter
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Priority date: 1993-07-19
Filing date: 1994-07-18
Publication date: 1995-01-27
Anticipated expiration: 2014-07-18
Also published as: GB2280258A; ES2112717A1; FR2708042B1; ITMI941316A0; GB9414507D0; IT1269944B; ITMI941316A1; ES2112717B1; GB2280258B; US5482010A

Abstract

Dans cette installation de refroidissement pour un moteur à combustion interne (10) comportant un radiateur (11) et une soupape thermostatique, l'énergie électrique est envoyée à l'élément en matière extensible de la soupape thermostatique au moyen d'étages comparateurs de la vitesse du véhicule, de l'état de charge et de la température de l'air d'aspiration (18) de manière à commuter le niveau de la température du fluide de refroidissement et du moteur à combustion interne à un autre niveau de température plus faible. Application notamment aux voitures de tourisme.

Description

L'invention concerne une installation de refroidissement pour un moteur à

combustion interne d'un véhicule automobile comportant un radiateur et une soupape thermostatique, qui règle une circulation du fluide de refroidissement entre le moteur à combustion interne et le radiateur de telle sorte que, pendant une phase d'échauffement, le fluide de refroidissement, qui arrive du moteur à combustion interne, est renvoyé en direction du moteur à combustion interne, tout en contournant le radiateur en passant par une conduite de dérivation, que pendant une phase de fonctionnement mixte, le fluide de refroidissement, qui arrive du moteur à combustion interne, est renvoyé en partie à travers le radiateur et en partie à travers le conduit de dérivation, au moteur à combustion interne et que, dans une autre phase de fonctionnement, lors d'un fonctionnement avec refroidissement, le fluide de refroidissement, qui arrive du moteur à combustion interne, est renvoyé au moteur à combustion interne essentiellement par l'intermédiaire du radiateur, et dans lequel la soupape thermostatique, dont la gamme de fonctionnement est fixée pour le fonctionnement mixte, au moyen d'un dimensionnement de l'élément formé d'une matière extensible à une température prédéterminée, contient un élément formé d'une matière extensible et pouvant être chauffé électriquement et qui peut être alimenté avec une énergie électrique, en vue d'accroître la section transversale d'ouverture par rapport à une position fixée par la température du fluide de refroidissement, au moyen d'une unité de commande qui reçoit des données de fonctionnement du moteur à combustion interne et commande, en fonction de ces données de fonctionnement, l'envoi

d'énergie électrique à l'élément formé d'une matière exten-

sible, afin de ramener la gamme de fonctionnement de la

soupape thermostatique du fonctionnement mixte au fonction-

nement avec refroidissement.

Dans une installation de refroidissement connue (demande de brevet allemand 30 18 682 Ai), dans un élément en matière extensible d'une soupape thermostatique est disposée une résistance électrique chauffante, à laquelle une énergie électrique peut être envoyée par l'intermé- diaire d'un piston de travail retenu fixe. L'envoi de l'énergie électrique s'effectue par l'intermédiaire d'un dispositif de régulation de manière à pouvoir maintenir constante la température du fluide de refroidissement, réglée par la soupape thermostatique, d'une meilleure façon que dans le cas d'une soupape thermostatique normale, c'est-à-dire exécuter une correction et réduire les intervalles de régulation. A cet effet, la température réelle du fluide de refroidissement est mesurée et est

comparée à une valeur de température supérieure prédétermi-

née et à une valeur de température inférieure prédétermi-

née. Si la valeur de température supérieure est atteinte, la résistance chauffante est alimentée en énergie électrique de sorte que la soupape thermostatique s'ouvre de façon plus conséquente de manière à fournir une puissance de refroidissement accrue et par conséquent

réduire la température réelle du fluide de refroidissement.

Si la température réelle du fluide de refroidissement tombe ensuite audessous de la valeur de la température inférieure, l'envoi d'une énergie électrique à la

résistance de chauffage est interrompu de sorte que l'élé-

ment formé d'une matière extensible est refroidi par le fluide de refroidissement plus froid. De ce fait, la section transversale de la soupape est à nouveau réduite de sorte que la température réelle du fluide de refroidissement augmente à nouveau. Ces cycles de régulation se répètent en permanence de manière à maintenir d'une manière aussi constante que possible une température

du fluide de refroidissement de par exemple 95 C.

Il est également connu (demande de brevet allemand 37 05 232 Ai) de prévoir, à la place d'une soupape thermostatique usuelle comportant un élément formé d'une substance extensible, une soupape réglable au moyen d'un servomoteur. Dans une autre forme de réalisation, le servomoteur est un élément de travail thermostatique, dont le boîtier est monté fixe à l'extérieur du boîtier de soupape. A l'intérieur du boîtier de soupape est disposé un corps de soupape, qui porte un plateau de soupape principale et un plateau de soupape de dérivation, qui sont disposés selon la disposition connue dans les soupapes thermostatiques. Le piston de travail de l'élément de travail thermostatique utilisé comme servomoteur est relié au corps de soupape. Le boîtier de cet élément de travail thermostatique s'étend transversalement par rapport à la canalisation du fluide de refroidissement, qui est renvoyé au moteur et qui circule autour du boîtier de soupape. Le boîtier de l'élément de travail, qui est entouré, dans cette zone, par un élément de chauffage, fait saillie à partir de cette conduite. A ce dispositif de chauffage est associé un dispositif de commande, auquel sont envoyées différentes grandeurs caractéristiques, qui sont détectées par exemple par des capteurs du moteur à combustion interne. Comme grandeurs caractéristiques, il faut détecter, en dehors d'une température du fluide de refroidissement détectée dans la canalisation aller, la température des gaz d'échappement et/ou la vitesse de rotation et/ou le couple du moteur à combustion interne et/ou la dépression dans la tubulure d'aspiration et/ou une différence de pression dans la boîte à dépression et/ou

la température de l'huile ou analogue.

Dans une demande de brevet allemand non publiée

antérieurement (P 42 33 913.8), on décrit une soupape ther-

mostatique devant être chauffée électriquement, pour un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne. Dans le cas de cette soupape thermostatique, le boîtier de l'élément formé d'une matière extensible est maintenu de façon fixe au niveau de son extrémité située en vis-à-vis d'un piston de travail, et est pourvu d'un élément électrique de chauffage. Le piston de travail est équipé d'un plateau de soupape de dérivation et d'un plateau de soupape principale réalisé en forme de pot et qui entoure, à la manière d'une cage, le boîtier de l'élément formé de la matière extensible et est associé à un siège de soupape et qui est étanchéifié, par un élément d'étanchéité supplémentaire, par rapport au boîtier de l'élément formé par la matière extensible ou d'un système de retenue entourant cet élément. Grâce à l'envoi d'une énergie électrique à l'élément de chauffage, à la régulation usuelle de la soupape thermostatique, qui dépend de la température du fluide de refroidissement, est superposée une grandeur de réglage supplémentaire, qui provoque un accroissement de l'ouverture de la soupape principale. L'invention a pour but d'indiquer, pour une installation de refroidissement du type indiqué plus haut, une unité de commande agencée d'une manière aussi simple que possible qui d'une part permette une réduction de la consommation de carburant et une amélioration de la composition des gaz d'échappement, tout en ne perturbant par ailleurs pas la sécurité de fonctionnement et la

délivrance de puissance du moteur à combustion interne.

Ce problème est résolu dans une installation de refroidissement du type indiqué plus haut grâce au fait que l'unité de commande comprend au moins trois étages comparateurs branchés en parallèle et qui comparent respectivement une valeur réelle à une valeur prédéterminée et, lors du dépassement de cette valeur prédéterminée, libèrent l'envoi d'une énergie électrique à l'élément formé d'une matière extensible, et qui sont agencés sous la forme d'un étage comparateur de vitesse, qui compare la vitesse réelle du véhicule à une valeur de vitesse prédéterminée, sous la forme d'un étage comparateur de l'état de charge, qui compare l'état de charge réel du moteur à combustion interne à une valeur prédéterminée d'état de charge, et sous la forme d'un étage comparateur de température de l'air d'aspiration, qui compare la température réelle de l'air aspiré par le moteur à combustion interne, à une

valeur de température prédéterminée.

Grâce à cet agencement, d'une part une tempéra-

ture élevée du fluide de refroidissement et par conséquent une température élevée du moteur sont réglées au moyen du fonctionnement de la soupape thermostatique, qui dépend de la température du fluide de refroidissement, alors que simultanément respectivement une puissance accrue de refroidissement est fournie en fonction du besoin. La température accrue du moteur permet de réduire par exemple les frottements de sorte que l'absorption de puissance du moteur à combustion interne est plus faible. Ceci permet de

réduire la consommation de carburant, alors que simultané-

ment la composition des gaz d'échappement est améliorée.

Les étages comparateurs garantissent que, lorsqu'une puissance de refroidissement accrue est souhaitée, il faut réaliser une commutation sur un niveau de température plus faible. Grâce à l'étage comparateur de vitesse, la consommation est réduite au minimum et la composition des gaz d'échappement est améliorée jusqu'à des vitesses indicatives déterminées. Avec l'étage comparateur de l'état de charge, qui, à partir d'un état de charge prédéterminé, envoie une énergie électrique au dispositif de chauffage de l'élément formé d'une matière extensible, on est certain que la fourniture de puissance par le moteur à combustion interne n'est pas réduite par une température de fonctionnement trop élevée, qui pourrait en effet conduire à un plus mauvais degré de remplissage, et par conséquent à une réduction de la puissance délivrée. L'étage comparateur de température de l'air d'aspiration garantit que, par exemple dans le cas d'un déplacement lent ou bien dans un bouchon, la température de l'air d'aspiration n'augmente pas trop fortement pour que, même dans le cas d'une puissance relativement faible du moteur à combustion interne, un mélange insuffisant de carburant soit délivré, ce qui pourrait perturber le fonctionnement du moteur à combustion interne. Les trois étages comparateurs permettent par conséquent une commande relativement simple, qui cependant tient compte avantageusement des états de fonctionnement les plus importants du moteur à combustion interne et du véhicule et prévoient respectivement un

refroidissement en fonction des besoins.

Dans une forme de réalisation de l'invention il

est prévu que l'unité de commande contient un étage compa-

rateur de la température du fluide de refroidissement, qui compare la température réelle du fluide de refroidissement à une température de consigne et, lorsque la température réelle possède des valeurs inférieures à la température de consigne, bloque l'envoi d'une énergie électrique à l'élément formé d'une matière extensible. Ceci garantit

qu'une commande de la température du fluide de refroidis-

sement en direction d'un niveau de température réduit n'est réalisée que lorsqu'une température minimale, c'est-à-dire

la température de consigne, est déjà atteinte.

D'autres caractéristiques et avantages de la

présente invention ressortiront de la description donnée

ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels:

- la figure 1 représente un schéma d'une instal-

lation de refroidissement selon l'invention; - la figure 2 représente une coupe d'une soupape thermostatique convenant pour l'installation de refroidissement selon l'invention; - la figure 3 représente un organigramme d'une commande convenant pour l'installation de refroidissement selon l'invention; - la figure 4 représente un schéma logique pour une commande de l'installation de refroidissement; et - la figure 5 représente l'allure de la température du fluide de refroidissement, qui est obtenue

dans l'installation de refroidissement selon l'invention.

L'installation de refroidissement, qui est représentée sur la figure 1, pour un moteur à combustion interne 10 contient un radiateur 11 de refroidissement du fuide de refroidissement, auquel est associé de façon

usuelle un ventilateur de refroidissement 61. Dans l'exem-

ple de réalisation représenté, le ventilateur de refroidis-

sement 61 comporte un moteur d'entraînement électrique 62, qui peut être branché et débranché et peut fonctionner en

général également avec différents échelons de puissance.

Dans une autre forme de réalisation, le ventilateur de refroidissement 61 est relié par un moteur à combustion interne 10 par l'intermédiaire d'un accouplement fluidique, dont la quantité de remplissage est variable de manière à brancher et débrancher le ventilateur de refroidissement et à le faire fonctionner avec différents échelons de puissance. Entre le moteur à combustion interne 10 et le

radiateur 11 est réalisé, au moyen d'une pompe 12 d'entrai-

nement du fluide de refroidissement, un écoulement de ce fluide, notamment de l'eau à laquelle on a ajouté un additif. Une canalisation aller 13 relie le moteur à combustion interne 10 au refroidisseur 11 en passant par une sortie 14 du moteur, et une canalisation de retour

revient du radiateur 11 au moteur à combustion interne 10.

Dans la canalisation de retour est disposée une soupape thermostatique 15, dont la configuration concrète sera

encore expliquée en référence à la figure 2. Une canalisa-

tion de dérivation 16 s'étend à partir de la canalisation

13 en direction de la soupape thermostatique 15.

L'installation de refroidissement travaille essentiellement dans trois phases de fonctionnement. Dans une première phase de fonctionnement, après le démarrage du moteur à combustion interne 10, ce qu'on appelle la phase d'échauffement, la soupape thermostatique 15 est réglée de telle sorte que le courant du fluide de refroidissement, qui arrive du moteur à combustion interne 10, est renvoyé sensiblement en totalité au moteur à combustion interne 10

par l'intermédiaire de la canalisation de dérivation 16.

Dans une autre phase de fonctionnement, l'installation de refroidissement travaille selon un fonctionnement mixte, c'est-à-dire que le fluide de refroidissement, qui est délivré par le moteur à combustion interne 10, revient au moteur à combustion interne 10 en partie par le radiateur 11 et en partie par l'intermédiaire de la canalisation de dérivation 16. Pendant une autre phase de fonctionnement, l'installation de refroidissement travaille dans le mode de

refroidissement, c'est-à-dire que le fluide de refroidis-

sement, qui arrive du moteur à combustion interne 10, est renvoyé sensiblement complètement au moteur à combustion

interne 10 par l'intermédiaire du radiateur 11.

Lorsque l'installation de refroidissement travaille dans le fonctionnement mixte, elle peut être réglée en direction du fonctionnement de refroidissement au moyen de l'envoi d'une énergie électrique à la soupape thermostatique par l'intermédiaire d'une canalisation 17, ou être complètement commutée sur le fonctionnement de refroidissement. De ce fait, le niveau de température du fluide de refroidissement diminue. Ensuite l'envoi d'une énergie électrique à la soupape thermostatique 15 est à nouveau interrompu, le fluide de refroidissement, qui est maintenant plus froid, refroidit la soupape thermostatique de sorte qu'elle reprend sa position pour le fonctionnement

mixte, de sorte que la température du fluide de refroidis-

sement est à nouveau accrue. L'alimentation de la soupape thermostatique 15 avec une énergie électrique est déclenchée par un appareil de commande, qui contient et évalue plusieurs signaux. A la sortie 14 du moteur est disposé un capteur de température 19, qui détecte la température réelle du fluide de refroidissement et l'envoie à l'appareil de commande 18. Dans un collecteur de la canalisation d'aspiration du moteur à combustion interne 10 est installé un autre capteur de température 20, qui détecte la température de l'air d'aspiration (air frais) et l'envoie au dispositif de commande 18. En outre, le dispositif de commande 18 est raccordé à une unité de commande de moteur électronique connue, par exemple à une unité de commande électronique d'un moteur, commercialisé sous la marque déposée "Motronik" par la société Robert Bosch AG. Cette unité de commande de moteur 21 fournit des signaux concernant l'état de charge du moteur à combustion interne 10 et qui dépendent respectivement de la procédure de combustion (système à essence ou système diesel) du moteur à combustion interne 10, par exemple directement ou

indirectement à partir de la position d'un clapet d'étran-

glement dans le tube d'admission. En outre, l'unité 21 de commande du moteur fournit des signaux conformément à la vitesse réelle respective de déplacement d'un véhicule équipé du moteur à combustion interne et de l'installation de refroidissement. Naturellement, il est également possible d'intégrer l'unité de commande 18 avec ses fonctions dans l'unité de commande électronique 21 du moteur, par exemple au moyen de la mémorisation d'un

logiciel correspondant.

La soupape thermostatique 15 représentée sur la figure 2 contient un élément formé d'une matière extensible 24, qui est disposé dans un boîtier de soupape formé de deux parties 22, 23, et qui est également désigné sous le terme d'élément de travail thermostatique. L'élément formé d'une matière extensible 24 possède un boîtier 25, qui est retenu de façon fixe sur une partie saillante 26 de la partie 22 du boîtier de soupape. Le boîtier 25 est enfiché dans un support approximativement en forme de pot 27, qui entoure le boîtier 25 approximativement sur la moitié de sa longueur axiale. Le support 27 est enfiché par un prolon- gement 28 dans l'appendice saillant 26. Une matière extensible, notamment un mélange de cire est disposée dans le boîtier 25. L'extrémité ouverte du boîtier 25 est fermée par un insert de guidage bordé 29, qui retient une membrane en forme de poche 30, qui s'étend sur la hauteur du boîtier 25. La membrane 30 en forme de poche entoure un piston de travail 31, qui, dans le cas d'une extension d'une matière

extensible, qui se produit pour une température prédétermi-

née, ressort du boîtier 25. Le piston de travail 31 est

relié à un plateau de soupape 32, qui possède une configu-

ration sensiblement en forme de pot et, à partir de l'ex-

trémité ouverte du boîtier 25, entoure ce plateau jusqu'au support 27. Un siège de soupape 33 de la partie 22 du boîtier de soupape est associé au plateau de soupape 32. Le plateau de soupape 32 possède un collet fermé 34, qui, dans l'état fermé représenté, forme une zone d'étanchéité par

rapport au support 27. Au niveau de cette zone d'étanchéi-

té, le support 27 comporte une bague d'étanchéité 35, qui est réalisée notamment sous la forme d'un joint torique. Au collet fermé 34 se raccordent des barrettes individuelles 36, qui s'étendent jusqu'au fond 37 du plateau de soupape 32, qui est relié au piston de travail 31. Le plateau de soupape 32 est chargé par un ressort de fermeture 38 en direction du siège de soupape 33. L'extrémité opposée du ressort de fermeture précontraint 38 prend appui sur une coupelle à ressort 39, qui est retenue au moyen de plusieurs bras 40, qui sont parallèles au boîtier 25 et au

ressort de fermeture 38.

Le fond 37 du plateau de soupape 32 se prolonge par une tige 41, qui est coaxiale au piston de travail 31 et sur laquelle est guidé, avec possibilité de glissement, un plateau de soupape de dérivation 42. La position initiale du plateau de soupape de dérivation 42, qui est

représenté sur la figure 2, est fixée au moyen d'un rebord.

Le plateau 42 de la soupape de dérivation peut être déplacé sur la tige 41, dans une direction axiale à l'encontre de l'action d'un ressort de contournement 44, qui est situé entre le plateau 42 de la soupape de dérivation et le fond

37 du plateau de soupape 32.

La partie 22 du boîtier de soupape est équipée d'une ouverture de raccordement 48 pour la canalisation de retour du radiateur. Dans la direction de circulation en direction de ce raccord 48 est disposé le plateau de soupape 32 qui détermine si une quantité et quelle quantité du fluide de refroidissement arrivant du radiateur 11 est renvoyée par l'intermédiaire d'un raccord 49 au moteur à combustion interne 10. La partie 23 du boîtier de soupape est en outre pourvue d'une ouverture de raccordement 50 pour la canalisation de dérivation 16. Ce raccord est situé sur le côté de l'ouverture de dérivation 46, qui est tourné à l'opposé du plateau 42 de la soupape de dérivation. La partie 23 du boîtier de soupape est en outre équipée, sur le côté de l'ouverture de dérivation 46, qui est tourné à l'opposé du plateau 42 de la soupape de dérivation, une ouverture de raccordement 51, à laquelle se raccorde une

canalisation qui revient au radiateur 11.

Lors du démarrage du moteur à combustion interne à froid, les éléments de la soupape thermostatique 15 sont situés dans les positions représentées sur la figure 2. Le fluide de refroidissement, qui est entraîné par la pompe 12 de circulation du fluide de refroidissement, est envoyé par l'intermédiaire de l'ouverture de raccordement dans la canalisation de dérivation 16 étant donné que le plateau de soupape 32 bloque l'ouverture de raccordement 48. Le fluide de refroidissement s'écoule en partie par l'ouverture de dérivation 46 en direction de l'ouverture de raccordement 49 qui aboutit au moteur à combustion interne , et en partie par l'intermédiaire de l'ouverture de

raccordement 51 qui aboutit au radiateur 11.

Le fluide de refroidissement, qui dans cet état circule de l'ouverture de raccordement 50 à l'ouverture de raccordement 49, circule également autour du boîtier 25 de l'élément de travail thermostatique de sorte que ce dernier et la matière extensible, contenue dans cet élément, s'échauffent de plus en plus lorsque la température du fluide de refroidissement augmente. Lorsque la température est prédéterminée par le choix de la matière extensible (mélange de cire fixé), la matière élastique se dilate sensiblement linéairement de sorte que le piston de travail 31 est déployé. Lors du déploiement du piston de travail 31, le plateau de soupape 32 s'écarte du siège de soupape

de sorte que le fluide de refroidissement circule, en pas-

sant par l'ouverture de raccordement 38, depuis le radia-

teur 11 en direction de l'ouverture 49 de raccordement avec le moteur à combustion interne 10. Lors du déploiement du piston de travail 31, le plateau de dérivation 42 est déplacé vers une ouverture de dérivation 46. Lorsque le piston de travail 31 est dans son état complètement déployé, le plateau de soupape de dérivation 42 s'applique contre l'ouverture de dérivation 46 et ferme cette dernière de façon étanche. Dans la position intermédiaire déjà mentionnée, on obtient un fonctionnement mixte, dans lequel aussi bien le fluide de refroidissement refroidi, qui arrive du radiateur 11, que le fluide de refroidissement non refroidi, qui arrive du moteur à combustion interne 10, sont renvoyés au moteur à combustion interne 10 par l'intermédiaire de l'ouverture de raccordement 49. La matière extensible de l'élément 24 formé d'une matière extensible est agencée de telle sorte que, dans cette position correspondant au système de fonctionnement mixte, une température de fonctionnement définie est réglée pour le fluide de refroidissement et par conséquent pour le moteur à combustion interne 10. Lorsque le piston de travail 31 est déployé de telle sorte que le plateau 42 de la soupape de dérivation ferme l'ouverture de dérivation 46, on obtient un pur fonctionnement de refroidissement, c'est-à-dire qu'un fluide de refroidissement refroidi par le radiateur 11 circule exclusivement, en passant par l'ouverture de raccordement 48 et par l'ouverture de

raccordement 49 jusqu'au moteur à combustion interne 10.

A l'intérieur du boîtier 25 de l'élément formé d'une matière extensible 24 est disposé un élément de chauffage électrique 52, qui est alimenté par une tension électrique, notamment une tension continue de 12 volts, par l'intermédiaire d'un conducteur électrique 17 (en réalité, par l'intermédiaire de deux conducteurs). Lorsque l'élément de chauffage 52 est alimenté en énergie électrique, la matière extensible est chauffée au-delà de la température fixée par le fluide de refroidissement en circulation de

sorte que le piston de travail 31 est à nouveau déployé.

L'état de fonctionnement de la soupape thermostatique 15 est de ce fait décalé en direction du pur fonctionnement de refroidissement de sorte que, de ce fait, la température du fluide de refroidissement et par conséquent la température de fonctionnement du moteur à combustion interne 10 peuvent être réduites. On peut se rapprocher de la position intermédiaire du fonctionnement mixte ou bien avoir une commutation du fonctionnement mixte au fonctionnement de refroidissement. Sur la figure 5, on a représenté un diagramme (température en fonction du temps) de l'allure de la température du fluide de refroidissement pour une charge partielle et une charge totale, du type que l'on peut obtenir au moyen de l'installation de refroidissement

décrite et de la soupape thermostatique 15 décrite.

L'élément 24 formé d'une matière extensible de la soupape thermostatique 15 est réglé, sur la base d'une composition de la matière élastique, à une température de fonctionnement dépassant 100 C, une température de 120 C ne devant pas être dépassée dans la pratique. Dans l'exemple représenté, on a choisi une température de 110 C. Cette température est représentée par une ligne supérieure en trait mixte. Pendant un fonctionnement sous charge partielle, la soupape thermostatique 15 règle la température du fluide de refroidissement au niveau de C, au moyen de l'élément formé d'une matière extensible. Ceci convient pour réduire la consommation de carburant, au moyen d'une réduction du frottement ou analogue, et pour améliorer simultanément la composition des gaz d'échappement. Sous charge complète, l'énergie électrique est envoyée à l'élément de chauffage 32 de l'élément 24 formé d'une matière extensible de la soupape thermostatique 15, comme cela est représenté par la courbe en trait mixte, de sorte que la matière extensible est à nouveau chauffée et que le piston de travail 31 est déployé de façon correspondante. Dans la position maximale ressortie, le plateau 42 de la soupape de dérivation ferme l'ouverture de dérivation 46 de sorte que l'on obtient un pur fonctionnement de refroidissement. Dans l'hypothèse o

la puissance de refroidissement du radiateur 11 (éventuel-

lement moyennant l'aide d'un ventilateur de refroidis-

sement) est suffisante, on obtient alors, dans le fluide de refroidissement et par conséquent dans le moteur à combustion interne 10, un niveau de température égal par exemple à 90 C, qui est représenté sur la figure 5 par la ligne inférieure formée de tirets. Si le fonctionnement du moteur à combustion interne 10 revient d'une pleine charge à une charge partielle, l'envoi d'une énergie électrique à l'élément de chauffage 52 est interrompu. Le fluide de refroidissement, qui est alors plus froid etqui circule autour de l'élément 24 formé d'une matière extensible, refroidit la matière extensible et agit de telle sorte que le piston de travail 31 est ramené, au moyen du ressort de

fermeture 38, dans la position qui correspond à la tempéra-

ture du fluide de refroidissement. La soupape thermosta- tique 15 règle alors à nouveau la température du fluide de refroidissement et par conséquent la température du moteur à combustion interne 10 au niveau de température de par exemple 1100 C. La réduction de la température du fluide de refroidissement et par conséquent de la température du

moteur à combustion interne 10 dans le cas d'un fonctionne-

ment à pleine charge par exemple à un niveau de température

de 900C présente l'avantage consistant en ce que la puis-

sance totale peut être alors délivrée par le moteur à com-

bustion interne 10. On évite ainsi d'obtenir, en raison

d'une température élevée, un degré plus faible de remplis-

sage lors de la combustion, qui conduit à une réduction de la puissance. Afin d'obtenir plus rapidement le niveau inférieur de la température, il est en outre prévu que, pendant cette phase de réduction, le ventilateur de refroidissement 61 est branché ou bien que, dans le cas o il était déjà branché, il fonctionne à un échelon de puissance plus élevé. De ce fait, on obtient l'allure de

température qui est représentée à gauche sur la figure 5.

Ce refroidissement supplémentaire est prévu uniquement pendant l'intervalle de temps limité pouvant être sélectionné. Dans la pratique, il est judicieux de prévoir la régulation de température, qui est représentée sur la figure 5 pour une charge partielle et une charge complète, également pour d'autres états de déplacement. Dans le cas de déplacements très lents et de températures extérieures très élevées et/ou lorsque le véhicule est situé dans un bouchon, il existe le risque que l'air aspiré soit chauffé dans un collecteur suffisamment fortement pour que l'on puisse encore obtenir un mélange correct d'air frais de carburant, pour faire fonctionner le véhicule de façon sûre. C'est pourquoi, également dans ce cas il est prévu que l'installation de refroidissement soit commutée, au moyen de la soupape thermostatique 15, du fonctionnement mixte à 110 C au pur fonctionnement de refroidissement, pour lequel on obtient une température de par exemple 90 C pour le fluide de refroidissement et le moteur à combustion interne 10. D'autre part, il est prévu de réaliser la commutation du fonctionnement mixte, qui règle un niveau

élevé de température de par exemple 110 C, au pur fonction-

nement de refroidissement, qui fournit un niveau de température, de par exemple 900 C, en fonction de la vitesse avec laquelle le véhicule se déplace. Il est prévu que, lorsqu'une vitesse de consigne est atteinte ou dépassée, une commutation est réalisée du fonctionnement mixte au fonctionnement de refroidissement. La vitesse de consigne peut être fixée de manière à tenir compte des vitesses réglementaires dans les différents pays. Par conséquent, le niveau supérieur de température est maintenu jusqu'à ce que la vitesse ne soit pas dépassée, par exemple une vitesse de

km/h.

Sur la figure 3, on a représenté un organigramme, indiquant de quelle manière sont combinés entre eux les états de fonctionnement indiqués précédemment, pour lesquels respectivement il se produit une commutation de la soupape thermostatique 15 du fonctionnement mixte au pur fonctionnement de refroidissement de l'installation de refroidissement. Le dispositif de commande 18 contient trois étages comparateurs 53, 54, 55, qui réalisent respectivement la fermeture d'un interrupteur 56 qui, dans l'état fermé, relie une source d'énergie électrique 57 au dispositif de chauffage 52 de l'élément 24 formé de matière extensible de la soupape thermostatique 15. L'étage comparateur 53 compare la vitesse réelle du véhicule VFZG à une vitesse de consigne du véhicule VFZGconsigne. La vitesse de consigne du véhicule est fixée par exemple à km/h. On est certain que le niveau élevé de la température du fluide de refroidissement est maintenu par exemple pendant un test des gaz d'échappement ou un état de charge partielle, lorsqu'il n'apparaît aucune autre condition. La vitesse réelle du véhicule peut être envoyée au dispositif de commande 18 par l'intermédiaire d'une génératrice tachymétrique. Cependant, des véhicules automobiles modernes sont équipés d'une unité de commande électronique du moteur, dans laquelle est déjà formé un signal, qui correspond à la vitesse du véhicule et qui peut être envoyé au dispositif de commande 18 et être comparé à

la vitesse de consigne.

L'étage comparateur 54 compare un signal de

charge TL à une valeur de seuil prédéterminée TLconsigne.

Cette valeur de seuil prédéterminée peut être fixée par exemple à une valeur comprise entre 50 % en 70 % de la pleine charge du moteur à combustion interne 10. Si le signal de charge TL atteint ou dépasse la valeur de seuil prédéterminée TLconsigner l'interrupteur 56 est à nouveau fermé de façon correspondante. Le signal de charge TL peut être obtenu par exemple par l'intermédiaire de la position d'un clapet d'étranglement dans le canal d'aspiration du moteur à combustion interne ou au moyen d'une détermination d'une quantité d'air aspirée lors de chaque course, conformément à cette position. De même ce signal TL est déjà présent au niveau des dispositifs électroniques 21 de commande du moteur, qui sont utilisés aujourd'hui de façon

usuelle.

L'étage comparateur 55 compare un signal TS du capteur 20, formé à partir de la température réelle de l'air d'aspiration, à une valeur de seuil prédéterminée TSconsigne. Cette valeur de consigne ou la valeur de seuil peut être fixée par exemple à 50 C. Si la valeur réelle de l'air frais aspiré atteint ou dépasse cette valeur de seuil, ici également l'interrupteur 56 est à nouveau fermé et la soupape thermostatique 15 est commutée, de la manière décrite, du fonctionnement mixte au fonctionnement de refroidissement.

Étant donné qu'une commutation sur le fonction-

nement de refroidissement n'a aucun sens avant que le niveau inférieur de température de par exemple 900C soit atteint (figure 5), en amont des étages comparateurs 53, 54, 55 déjà expliqués est branché un autre étage comparateur 58, qui est mis en fonctionnement lors du démarrage du moteur à combustion interne. Cet étage comparateur 58 compare la température réelle TMOT dufluide de refroidissement, qui est détectée au moyen du capteur 19, à une valeur de consigne Tconsigne de la température et qui est égale par exemple à 90 , c'est-à-dire qui correspond au niveau inférieur de la température du fluide de refroidissement. C'est seulement lorsque cet étage comparateur 58 indique que la température réelle TMOT du fluide de refroidissement atteint ou a dépassé la valeur de consigne Tconsigne, que la retransmission des signaux des étages comparateurs 53, 54 ou 55 à l'interrupteur 56 est déclenchée. L'interrupteur 56 active également simultanément, avec l'envoi d'une énergie électrique à la soupape thermostatique 15, le système d'entraînement 52 du ventilateur de refroidissement 61, c'est-à-dire qu'il déclenche un envoi de courant au moteur électrique associé d'entraînement ou provoque un accroissement de la quantité de remplissage d'un accouplement fluidique. De ce fait, le niveau inférieur de température est atteint plus rapidement. De ce fait le branchement du ventilateur de

refroidissement est réalisé uniquement pendant un inter-

valle de temps limité. La détermination de l'intervalle de temps s'effectue au moyen d'une minuterie 64 simplement

indiquée sur les figures 3 et 4.

La figure 4 représente un schéma logique pour l'organigramme de la figure 3. Les étages comparateurs 53, 54, 55 sont raccordés à un circuit OU 59, qui retransmet chacun des signaux des étages comparateurs 53, 54, 55 et un circuit ET 60. L'étage comparateur 58 est également raccordé à une entrée du circuit ET 60. L'interrupteur 56 est commandé par le circuit ET 60, lorsque le signal de l'étage comparateur 58 et un signal de l'un des étages comparateurs 53, 54 ou 55 sont présents. Le chauffage de la soupape thermostatique 15 pour la commutation sur le niveau inférieur de température s'effectue alors uniquement lorsque, lors de la combinaison OU/ET, il apparaît un changement de signe en raison d'un dépassement de la valeur de consigne du signal de différence de tension. Tant qu'aucun signal de ce type n'apparaît, la soupape thermostatique 15 assume, en tant qu'élément mécanique, la régulation du niveau supérieur de température (circuit de réglage extérieur). Lors de l'envoi d'une énergie électrique à la soupape thermostatique 15, il se produit une commutation sur un niveau inférieur de température pouvant être sélectionné (circuit de réglage intérieur), par l'intermédiaire de la logique de commutation, conformément aux conditions thermodynamiques intérieures du moteur à combustion interne 10. Un refroidissement du moteur à combustion interne est également évité par le fait que l'étage comparateur de la température du fluide de

refroidissement 58 interrompt la poursuite de l'alimenta-

tion en courant de la soupape thermostatique 15, lorsque la

température tombe au-dessous d'une valeur inférieure présé-

lectionnée. Dans la plupart des cas, il est judicieux de déterminer directement les signaux qui dépendent des données de fonctionnement. Cependant, une détermination indirecte est également possible. Par exemple, à la place de la mesure directe de la température du fluide de refroidissement, on peut également mesurer la température au niveau d'un composant représentatif, dont la température est associée selon un rapport déterminé à la température du fluide de refroidissement. Il est également possible, au lieu d'exécuter une mesure directe de la température de l'air d'aspiration, de mesurer la température d'un composant représentatif pour cette valeur ou de mesurer la température de l'espace moteur. L'état de charge peut être également détecté par l'intermédiaire de la durée d'ouverture de soupapes d'injection, par l'intermédiaire de la quantité de carburant envoyée. La vitesse de déplacement peut être également détectée au moyen de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, en tenant compte de l'état de transmission, ou bien par l'intermédiaire de

la vitesse de l'air qui arrive au véhicule.

Sur la figure 4, on a représenté au moyen d'une ligne formée de tirets, une variante de réalisation à l'aide de laquelle le ventilateur de refroidissement 61 est sollicité d'une manière encore plus intense, au moyen d'un autre étage comparateur 65. Cet étage comparateur 65 compare le signal réel de l'état de charge TL à une valeur de seuil TLconsigne 1, lors du dépassement duquel un signal est délivré. La valeur de seuil TLconsigne 1 est nettement supérieure à la valeur de consigne TLconsigne. Le schéma logique prévoit que c'est seulement lors de l'apparition de ce signal TL1, que le ventilateur 61 est branché. A cet effet, un interrupteur 68 de l'unité 67 de commande du ventilateur de refroidissement, qui permet uniquement le branchement du ventilateur de refroidissement

61, est branché au moyen de ce signal.

Les valeurs prédéterminées pour la description de

l'état de l'air d'aspiration (grandeur caractéristique du degré de remplissage de l'espace de combustion), la

description de l'état de la charge du moteur (grandeur

caractéristique du point de fonctionnement du moteur) et la

description de l'état du déplacement du véhicule (grandeur

caractéristique de la vitesse du véhicule) ne doivent pas être mémorisées sous la forme respectivement de valeurs absolues uniques dans l'unité de commande 18. Il est possible de mémoriser une multiplicité de valeurs

prédéterminées à la manière d'un champ de caractéristiques.

Ces valeurs mémorisées correspondent à une valeur de base, qui a été corrigée sur la base de l'influence d'autres données de fonctionnement. La valeur corrigée, qui est mémorisée sous la forme d'un champ de caractéristiques, est alors appelée lors de la présence de ces données de fonctionement et est traitée dans l'étage comparateur, avec la valeur réelle. Naturellement, on peut alors prévoir en outre que les autres données de fonctionnement soient détectées et soient envoyées à l'unité de commande 18. Ces données de fonctionnement sont détectées en partie déjà aujourd'hui dans des unités électroniques 21 de commande des moteurs, de sorte qu'elles peuvent être déjà fournies

par ces unités de commande.

Le champ de caractéristiques pour la description

d'états de l'air d'aspiration DSconsigne est formé à partir d'une valeur de base de la température de l'air

d'aspiration, qui est corrigée en fonction de la tempéra-

ture extérieure et/ou de la température de l'espace moteur.

Un champ de caractéristiques pour la description de l'état

du déplacement du véhicule VFZGconsigne peut être formé à partir d'une valeur de base, qui peut être corrigée en fonction de la vitesse de rotation du moteur et/ou d'un signal indiquant l'étage de vitesse de déplacement. Un

champ de caractéristiques pour la description de l'état de

la charge du moteur TSconsigne peut être constitué par exemple à partir d'une valeur de base qui correspond à la position du papillon d'étranglement ou à une grandeur, qui dépend de cette position, et qui est corrigée en fonction de l'instant d'injection et/ou de la quantité d'injection et/ou de la température des gaz d'échappement et/ou de la température de l'huile du moteur et/ou de la température de l'huile de la transmission et/ou de la vitesse de rotation du moteur et/ou du signal d'une sonde lambda et/ou de la température d'un composant de la culasse ou du carter du vilebrequin. De même il n'est pas nécessaire que la

température de consigne TMOTconsigne du fluide de refroi-

dissement soit constituée par une seule valeur prédéterminée. Au contraire, dans l'étage de comparaison de la température du fluide de refroidissement 58 peuvent être introduites différentes valeurs de consigne, qui peuvent être appelées à partir des champs de caractéristiques, qui sont mémorisés dans le dispositif électronique 21 de commande du moteur. Chacune de ces températures de consigne introduites TMOTconsigne agit de telle sorte que, lorsque la température réelle du fluide de refroidissement tombe au-dessous de la valeur prédéterminée, l'envoi d'une énergie électrique à l'élément 24 formé de la matière extensible est interrompu. La température du fluide de refroidissement est alors réglée approximativement sur

cette valeur de consigne TMOTconsigne.

Claims

REVENDICATIONS

1. Installation de refroidissement pour un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile comportant un radiateur et une soupape thermostatique, qui règle une circulation du fluide de refroidissement entre le moteur à combustion interne et le radiateur de telle sorte que,

pendant une phase d'échauffement, le fluide de refroidisse-

ment, qui arrive du moteur à combustion interne, est ren-

voyé en direction du moteur à combustion interne, tout en contournant le radiateur en passant par une conduite de dérivation, que pendant une phase de fonctionnement mixte, le fluide de refroidissement, qui arrive du moteur à combustion interne, est renvoyé en partie à travers le radiateur et en partie à travers le conduit de dérivation, au moteur à combustion interne et que, dans une autre phase

de fonctionnement, lors d'un fonctionnement avec refroidis-

sement, le fluide de refroidissement, qui arrive du moteur à combustion interne, est renvoyé au moteur à combustion interne essentiellement par l'intermédiaire du radiateur, et dans lequel la soupape thermostatique, dont la gamme de fonctionnement est fixée pour le fonctionnement mixte, au moyen d'un dimensionnement de l'élément formé d'une matière extensible à une température prédéterminée, contient un élément formé d'une matière extensible et pouvant être chauffé électriquement et qui peut être alimenté avec une énergie électrique, en vue d'accroître la section transversale d'ouverture par rapport à une position fixée par la température du fluide de refroidissement, au moyen d'une unité de commande qui reçoit des données de fonctionnement du moteur à combustion interne et commande, en fonction de ces données de fonctionnement, l'envoi

d'énergie électrique à l'élément formé d'une matière exten-

sible, afin de ramener la gamme de fonctionnement de la

soupape thermostatique du fonctionnement mixte au fonction-

nement avec refroidissement, caractérisée en ce que l'unité de commande (18) comprend au moins trois étages comparateurs branchés en parallèle et qui comparent respectivement une valeur réelle (VFZG; TL; TS) à une valeur prédéterminée (VFZGconsigne; VLconsigne; TSconsigne) et, lors du dépassement de cette valeur prédéterminée, libèrent l'envoi d'une énergie électrique à l'élément formé d'une matière extensible, et qui sont agencés sous la forme d'un étage comparateur de vitesse (53), qui compare la vitesse réelle du véhicule (VFZG) à une valeur de vitesse prédéterminée (VFZGconsigne), sous la forme d'un étage comparateur de l'état de charge (54), qui compare l'état de charge réel (TL) du moteur à combustion interne (10) à une valeur prédéterminée d'état de charge (CLconsigne), et sous la forme d'un étage comparateur de la température de l'air d'aspiration (53), qui compare la température réelle de l'air aspiré par le moteur à combustion interne (10), à une

valeur de température prédéterminée (TSconsigne).

2. Installation de refroidissement selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité de commande (18) contient un étage comparateur de la température du fluide de refroidissement (58), qui compare la température

réelle (TMOT) du fluide de refroidissement à une tempéra-

ture de consigne (TMOTconsigne) et, lorsque la température réelle possède des valeurs inférieures à la température de consigne, bloque l'envoi d'une énergie électrique à

l'élément formé d'une matière extensible (24).

3. Installation de refroidissement selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'étage comparateur de la température du fluide de refroidissement (58) est activé d'une manière prioritaire par rapport à l'étage comparateur de vitesse (53), a l'étage comparateur de l'état de charge (54) et à l'étage comparateur de la

température de l'air d'aspiration (55).

4. Installation de refroidissement selon l'une

quelconque des revendications 1 à 3, comportant un

ventilateur de refroidissement (61), qui est associé au radiateur (11), peut être branché et débranché au moyen

d'une unité (67) de commande du ventilateur de refroidisse-

ment et/ou peut être commuté sur différents échelons de puissance, caractérisée en ce que l'unité de commande (8) est raccordée à l'unité de commande du ventilateur de refroidissement de manière à brancher le ventilateur de refroidissement lors de la commutation au niveau inférieur de température et/ou passer à un échelon de puissance

supérieur.

5. Installation de refroidissement selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'unité de commande (18) est reliée à l'unité (67) de commande du ventilateur de refroidissement, par l'intermédiaire d'une minuterie (64) qui est de préférence réglable et qui, au bout d'un intervalle de temps prédéterminé, débranche le ventilateur de refroidissement (61) et/ou revient à un échelon de

puissance plus faible.