FR2817287A1 - DEVICE FOR REGULATING THE TEMPERATURE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents

DEVICE FOR REGULATING THE TEMPERATURE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE Download PDF

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Abstract

Dispositif pour la régulation de température d'un moteur à combustion interne (1) comportant un circuit (3) pour un liquide de refroidissement, une pompe entraînée par un moteur de pompe (2) pour transporter le liquide de refroidissement à travers le circuit, un échangeur de chaleur liquide-air (4), qui comporte une roue de ventilateur 10 entraînée par un moteur de ventilateur (6), un chauffage supplémentaire pour le liquide de refroidissement et un dispositif de commande (5), qui en fonction de la température du moteur ou de la température du liquide de refroidissement régule le fonctionnement du moteur de pompe (2), du moteur de ventilateur (6) et du chauffage supplémentaire, le chauffage supplémentaire comportant des éléments à semi-conducteurs, qui servent à réguler le fonctionnement du moteur de pompe (2) et/ ou du moteur de ventilateur (6).Device for the temperature regulation of an internal combustion engine (1) comprising a circuit (3) for a cooling liquid, a pump driven by a pump motor (2) for transporting the cooling liquid through the circuit, a liquid-air heat exchanger (4), which comprises a fan wheel 10 driven by a fan motor (6), an additional heater for the coolant and a control device (5), which depending on the engine temperature or coolant temperature regulates the operation of the pump motor (2), the fan motor (6) and the additional heater, the additional heater having solid-state elements, which serve to regulate the operation of the pump motor (2) and / or the fan motor (6).

Description

ii

221384.REF221384.REF

Dispositif pour la régulation de température d'un moteur à combustion interne L'invention concerne un dispositif pour la régulation de température d'un moteur à combustion interne comportant un circuit pour un liquide de refroidissement, une pompe entraînée par un moteur de pompe pour transporter le liquide de refroidissement à travers le circuit, un échangeur de chaleur liquide-air, qui présente une roue de ventilateur  The invention relates to a device for the temperature regulation of an internal combustion engine comprising a circuit for a coolant, a pump driven by a pump motor for transporting the coolant through the circuit, a liquid-air heat exchanger, which has a fan wheel

entraînée par un moteur de ventilateur, un chauffage supplé-  driven by a fan motor, additional heating

mentaire pour le liquide de refroidissement et un dispositif de commande qui, en fonction de la température du moteur ou de la température du liquide de refroidissement, régule les fonctionnements du moteur de pompe, du moteur de ventilateur  coolant and a control device which, depending on the engine temperature or the coolant temperature, regulates the operation of the pump motor, the fan motor

et du chauffage supplémentaire.and additional heating.

Un dispositif de ce type, connu par exemple par EP 0 993 546 A1, possède un circuit pour un liquide de refroidissement, une pompe entraînée par un moteur de pompe étant prévue dans le circuit pour le transport du liquide de refroidissement à travers le circuit. Par ailleurs, le circuit comporte un échangeur de chaleur liquide-air, qui comprend une roue de ventilateur entraînée par un moteur de ventilateur. Par ailleurs un chauffage supplémentaire est prévu pour le liquide de refroidissement, pour réchauffer rapidement le liquide de refroidissement lors d'un démarrage à froid. Le chauffage supplémentaire contient des tiges chauffantes  A device of this type, known for example from EP 0 993 546 A1, has a circuit for a coolant, a pump driven by a pump motor being provided in the circuit for transporting the coolant through the circuit. Furthermore, the circuit includes a liquid-air heat exchanger, which includes a fan wheel driven by a fan motor. In addition, additional heating is provided for the coolant, to quickly heat the coolant during a cold start. The additional heater contains heating rods

séparées, à régulation électronique, ce chauffage supplémen-  separate, electronically controlled, this additional heating

taire étant utilisé de préférence sur les véhicules à moteur Diesel. L'invention a pour objet de créer un dispositif du type susmentionné, dans lequel la régulation de température souhaitée pour le moteur à combustion interne est atteinte  silencing being preferably used on vehicles with diesel engines. The object of the invention is to create a device of the aforementioned type, in which the desired temperature regulation for the internal combustion engine is achieved.

avec des efforts réduits.with reduced efforts.

Cet objet est atteint selon l'invention par le chauffage supplémentaire présentant des éléments à semi-conducteurs, qui servent à réguler le fonctionnement du moteur de pompe  This object is achieved according to the invention by the additional heating having semiconductor elements, which serve to regulate the operation of the pump motor.

et/ou du moteur de ventilateur.and / or the fan motor.

Dans l'invention, les éléments à semi-conducteur qui servent à réguler le moteur de ventilateur et le moteur de pompe sont utilisés pour le chauffage supplémentaire ou en tant que chauffage supplémentaire. De préférence, la quantité de chaleur résultant de la puissance dissipée, générée lors du fonctionnement des éléments à semi-conducteurs, peut être utilisée pour réchauffer le liquide de refroidissement lors du démarrage à froid du moteur. De préférence, un régulateur de moteur à deux canaux peut être utilisé, qui régule d'une part le fonctionnement du moteur à pompe et d'autre part le  In the invention, the semiconductor elements which serve to control the fan motor and the pump motor are used for additional heating or as additional heating. Preferably, the amount of heat resulting from the dissipated power, generated during the operation of the semiconductor elements, can be used to heat the coolant during the cold start of the engine. Preferably, a two-channel motor regulator can be used, which regulates on the one hand the operation of the pump motor and on the other hand the

fonctionnement du moteur de ventilateur.  fan motor operation.

Lors du démarrage à froid, les éléments à semi-conducteur, qui servent à la régulation de fonctionnement du moteur de pompe, sont pilotés de préférence de manière à travailler  When cold starting, the semiconductor elements, which are used to regulate the operation of the pump motor, are preferably controlled so as to work

avec une puissance dissipée élevée, le cas échéant maximale.  with a high dissipated power, if necessary maximum.

La puissance à fournir par la pompe est faible. Dans la phase de démarrage à froid elle est seulement dimensionnée de manière à éviter les pics de chaleur se produisant dans des plages. De même, les éléments à semi-conducteurs servant à la régulation de fonctionnement du moteur de ventilateur peuvent  The power to be supplied by the pump is low. In the cold start phase it is only dimensioned so as to avoid heat peaks occurring in ranges. Similarly, the semiconductor elements used to regulate the operation of the fan motor can

être pilotés de manière telle qu'ils fonctionnent au démar-  be piloted in such a way that they operate at start-

rage à froid avec une puissance dissipée élevée, en particu-  cold rage with high dissipated power, in particular

lier une puissance dissipée maximale. Par ailleurs, le moteur de ventilateur reste éteint lors du démarrage à froid, ce qui peut être obtenu par le fait que les sorties des éléments à semi-conducteurs régulant le moteur de ventilateur sont court-circuitées. La quantité de chaleur dégagée par les éléments à semi-conducteurs sert à réchauffer l'eau de  link a maximum dissipated power. Furthermore, the fan motor remains off during cold start, which can be obtained by the fact that the outputs of the semiconductor elements regulating the fan motor are short-circuited. The amount of heat given off by the semiconductor elements is used to heat the water of

refroidissement lors du démarrage à froid.  cooling during cold start.

Lorsque la température du moteur augmente, après le démarrage à froid, les éléments à semi-conducteurs servant à la régulation du moteur sont pilotés de manière telle qu'ils génèrent moins de dissipation. Dès que le moteur a atteint sa température de service normale, le moteur de pompe et le moteur de ventilateur fonctionnent à un rendement optimal. De  When the engine temperature increases, after cold starting, the semiconductor elements used to regulate the engine are controlled in such a way that they generate less dissipation. As soon as the motor has reached its normal operating temperature, the pump motor and the fan motor operate at optimum efficiency. Of

préférence, il ne s'opère plus, par les éléments à semi-  preferably, it does not work anymore, by the semi-elements

conducteurs, de chauffage supplémentaire du liquide de refroidissement. Ce fonctionnement peut s'opérer en fonction d'une mesure de température, par exemple par commande thermostatique. L'invention est expliquée de manière encore plus détaillée  conductors, additional heating of the coolant. This operation can take place as a function of a temperature measurement, for example by thermostatic control. The invention is explained in more detail

sur un exemple de réalisation à l'aide des figures.  on an exemplary embodiment using the figures.

Sont montrés:Are shown:

figure 1 un schéma fonctionnel d'un circuit de refroidisse-  Figure 1 a block diagram of a cooling circuit

ment d'un moteur à combustion interne, dans lequel l'inven-  ment of an internal combustion engine, in which the invention

tion est utilisé; et figure 2 représentée schématiquement, la disposition  tion is used; and Figure 2 shown schematically, the arrangement

d'éléments à semi-conducteurs qui sont utilisés dans l'exem-  semiconductor elements which are used in the example

ple de réalisation.full of achievement.

Sur la figure 1 est représenté schématiquement un circuit de liquide de refroidissement 3 d'un moteur à combustion interne  In Figure 1 is shown schematically a coolant circuit 3 of an internal combustion engine

1, par exemple d'un moteur à essence ou d'un moteur Diesel.  1, for example a gasoline engine or a diesel engine.

Le liquide de refroidissement est transporté de manière connue à travers un système de conduits à l'aide d'une pompe, laquelle est entraînée par un moteur de pompe 2. Dans un échangeur de chaleur à air (radiateur) 4, le liquide de refroidissement arrivant du moteur à combustion interne 1 est refroidi. Dans la zone de l'échangeur de chaleur 4 se trouve une roue de ventilateur 10 qui est entraînée par un moteur de ventilateur 6. Un dispositif de commande 5 sert à commander le fonctionnement du moteur de pompe 2 et du moteur de ventilateur 6. Le dispositif de commande 5 peut à cet effet être conçu à deux canaux. Comme on le voit de la figure 2, des éléments à semi-conducteurs 7 du dispositif de commande sont intégrés au circuit de liquide de refroidissement en tant que chauffage supplémentaire. A cet effet sont prévus, entre les éléments à semiconducteurs 7 et la conduite par laquelle le liquide de refroidissement est transporté dans le circuit de liquide de refroidissement 3 des surfaces de transmission de chaleur 9. Ces surfaces de transmission de chaleur 9 se situent de préférence dans la conduite dans laquelle le liquide de refroidissement est acheminé vers le  The coolant is transported in a known manner through a duct system using a pump, which is driven by a pump motor 2. In an air heat exchanger (radiator) 4, the coolant arriving from the internal combustion engine 1 is cooled. In the area of the heat exchanger 4 is a fan wheel 10 which is driven by a fan motor 6. A control device 5 serves to control the operation of the pump motor 2 and the fan motor 6. The Control device 5 can for this purpose be designed with two channels. As seen in Figure 2, semiconductor elements 7 of the control device are integrated into the coolant circuit as additional heating. For this purpose, there are provided between the semiconductor elements 7 and the pipe through which the coolant is transported in the coolant circuit 3 heat transmission surfaces 9. These heat transmission surfaces 9 are preferably located in the line in which the coolant is conveyed to the

moteur à combustion interne 1.internal combustion engine 1.

Dans un premier état de service, qui correspond à un démar- rage à froid du moteur à combustion interne 1, les éléments à semi-conducteurs 7 qui servent à réguler ou à commander le moteur de pompe 2 et le moteur de ventilateur 6, sont pilotés  In a first operating state, which corresponds to a cold start of the internal combustion engine 1, the semiconductor elements 7 which serve to regulate or control the pump motor 2 and the fan motor 6, are piloted

avec dissipation. Il chauffent alors le liquide de refroidis-  with dissipation. They then heat the coolant

sement dans la branche du circuit de liquide de refroidisse-  in the branch of the coolant circuit

ment 3 dirigée vers le moteur à combustion interne 1. Un chauffage rapide du moteur à combustion interne 1 à son démarrage, en particulier au démarrage à froid, est ainsi atteint. Dans un deuxième état de service, les dissipations associées au pilotage du moteur de pompe 2 et du moteur de ventilateur 6 sont réduites, tandis que la température du moteur à combustion interne augmente. Dans le même temps, le moteur de pompe 2 fonctionne de manière telle qu'une puissance de pompage croissante est développée par la pompe de liquide de refroidissement. Une rotation de la roue de ventilateur 10  ment 3 directed towards the internal combustion engine 1. Rapid heating of the internal combustion engine 1 when it is started, in particular at cold start, is thus achieved. In a second operating state, the dissipations associated with driving the pump motor 2 and the fan motor 6 are reduced, while the temperature of the internal combustion engine increases. At the same time, the pump motor 2 operates in such a way that an increasing pumping power is developed by the coolant pump. One rotation of the fan wheel 10

n'est pas encore requise dans cet état de service.  is not yet required in this service condition.

A l'état de service 3 la température du moteur à combustion  In operating state 3 the temperature of the combustion engine

interne se situe dans une plage dans laquelle un refroidisse-  internal is within a range in which a cooler

ment par la roue de ventilateur 10 devient nécessaire. Un chauffage supplémentaire par les éléments à semi-conducteurs 7 n'est alors plus requis. Le moteur de pompe 2 et le moteur de ventilateur 6 fonctionnent alors avec un rendement optimal, dans lequel le liquide n'est pas chauffé de manière supplémentaire. Dans ce mode de service, qui prédomine en  by the fan wheel 10 becomes necessary. Additional heating by the semiconductor elements 7 is then no longer required. The pump motor 2 and the fan motor 6 then operate at optimum efficiency, in which the liquid is not further heated. In this mode of service, which predominates in

service de conduite normale du véhicule à moteur, la tempéra-  normal driving of the motor vehicle, the temperature

ture du moteur à combustion interne est de l'ordre de 80 à 90 . Le liquide de refroidissement dans le circuit a alors un  The internal combustion engine is in the range of 80 to 90. The coolant in the circuit then has a

effet refroidissant sur les éléments à semi-conducteurs 7.  cooling effect on semiconductor elements 7.

Le fonctionnement du dispositif de commande 5 et en particu-  The operation of the control device 5 and in particular

lier des éléments à semi-conducteurs 7 contenus dans celui-  link semiconductor elements 7 contained therein

ci, s'opère de préférence en fonction d'un thermostat 8, qui capte la température du moteur à combustion interne 1. Pour ce faire, la température du liquide de refroidissement peut être mesurée à l'entrée du liquide de refroidissement et/ou à la sortie du liquide de refroidissement du moteur à  ci, operates preferably as a function of a thermostat 8, which detects the temperature of the internal combustion engine 1. To do this, the temperature of the coolant can be measured at the inlet of the coolant and / or at the engine coolant outlet at

combustion interne.internal combustion.

Comme on le remarque de la figure 2, les éléments à semi-  As shown in Figure 2, the semi-

conducteurs 7 sont disposés de manière telle qu'il s'opère  conductors 7 are arranged in such a way as to operate

sur une surface de transfert de chaleur 9 un échange thermi-  on a heat transfer surface 9 a heat exchange

que effectif entre les éléments à semi-conducteurs 7 et le liquide de refroidissement acheminé dans le circuit 3. Pour ce faire, les éléments à semi-conducteurs 7 sont disposés directement sur la conduite de liquide de refroidissement du circuit 3 avec la plus grande surface de transfert thermique possible. Les autres composants et éléments de commutation électroniques du dispositif de commande 5 peuvent être disposés sur une carte à circuit imprimé 11 disposée dans le  effective between the semiconductor elements 7 and the coolant supplied in the circuit 3. To do this, the semiconductor elements 7 are arranged directly on the coolant line of the circuit 3 with the largest area heat transfer possible. The other components and electronic switching elements of the control device 5 can be arranged on a printed circuit board 11 arranged in the

boîtier 5.housing 5.

Liste des signes de référence i Moteur à combustion interne 2 Moteur de pompe 3 Circuit de liquide de refroidissement 4 Échangeur de chaleur Dispositif de commande 6 Moteur de ventilateur 7 Éléments à semiconducteurs 8 Thermostat 9 Surface de transfert thermique Roue de ventilateur 11 Carte à circuit imprimé  List of reference signs i Internal combustion engine 2 Pump motor 3 Coolant circuit 4 Heat exchanger Control device 6 Fan motor 7 Semiconductor elements 8 Thermostat 9 Heat transfer surface Fan wheel 11 Printed circuit board

Claims (8)

Revendicationsclaims 1. Dispositif de régulation de température d'un moteur à combustion interne comportant un circuit pour un liquide de refroidissement, une pompe entraînée par un moteur de pompe pour transporter le liquide de refroidissement à travers le circuit, un échangeur de chaleur liquide-air, qui présente  1. Temperature control device of an internal combustion engine comprising a circuit for a coolant, a pump driven by a pump motor for transporting the coolant through the circuit, a liquid-air heat exchanger, which represent une roue de ventilateur entraînée par un moteur de ventila-  a fan wheel driven by a fan motor teur, un chauffage supplémentaire pour le liquide de refroi-  additional heating for the coolant dissement et un dispositif de commande qui, en fonction de la température du moteur ou de la température du liquide de refroidissement, régule les fonctionnements du moteur de  and a control device which, depending on the engine temperature or the coolant temperature, regulates the operation of the engine. pompe, du moteur de ventilateur et du chauffage supplémentai-  pump, fan motor and additional heater re, caractérisé en ce que le chauffage supplémentaire présente des éléments à semi-conducteurs (7), qui servent à réguler le fonctionnement du moteur de pompe et/ou du moteur  re, characterized in that the additional heating has semiconductor elements (7), which serve to regulate the operation of the pump motor and / or the motor de ventilateur.fan. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au démarrage à froid, les éléments à semi-conducteurs (7) de la régulation du moteur de pompe et/ou de la régulation du moteur de ventilateur fonctionnent avec dissipation de  2. Device according to claim 1, characterized in that at cold start, the semiconductor elements (7) of the regulation of the pump motor and / or of the regulation of the fan motor operate with dissipation of puissance, le moteur de ventilateur (6) demeurant éteint.  power, the fan motor (6) remaining off. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans la phase de démarrage à froid le moteur de pompe (2) fonctionne de manière telle qu'est développée une puissance de pompage plus faible par rapport au service normal.  3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that in the cold start phase the pump motor (2) operates in such a way that a lower pumping power is developed compared to normal service. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3,  4. Device according to one of claims 1 to 3, caractérisé en ce qu'au démarrage à froid, les éléments à semiconducteurs de la régulation de moteur de pompe ou de la régulation de moteur de ventilateur, fonctionnent à une  characterized in that, when cold started, the semiconductor elements of the pump motor control or the fan motor control operate at a puissance dissipée accrue par rapport au service normal.  increased dissipated power compared to normal service. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4,  5. Device according to one of claims 1 to 4, caractérisé en ce que lorsque la température du moteur augmente après le démarrage à froid, la puissance dissipée des éléments à semi-conducteurs (7) de la régulation de pompe  characterized in that when the engine temperature rises after cold start, the power dissipated from the semiconductor elements (7) of the pump control et/ou de la régulation de ventilateur est réduite.  and / or fan regulation is reduced. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5,  6. Device according to one of claims 1 to 5, caractérisé en ce que lorsque le moteur de ventilateur (6) est en marche, le moteur de pompe (2) et le moteur de ventilateur (6) fonctionnent à un rendement optimal, de sorte qu'il ne s'opère plus, par les éléments à semi-conducteurs  characterized in that when the fan motor (6) is running, the pump motor (2) and the fan motor (6) operate at optimum efficiency, so that it no longer operates, by the semiconductor elements (7), de chauffage supplémentaire du liquide de refroidisse-  (7), additional heating of the coolant ment.is lying. 7. Dispositif l'une des revendications 1 à 6, caractérisé  7. Device one of claims 1 to 6, characterized en ce que le dispositif de commande (6) pour la commande du moteur de pompe (2) et le moteur de ventilation (6) est conçu  in that the control device (6) for controlling the pump motor (2) and the ventilation motor (6) is designed à deux canaux.two-channel. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce  8. Device according to claim 7, characterized in that qu'est prévue une partie du nombre des éléments à semi-  what is planned a part of the number of elements to semi conducteurs (7) du niveau de sortie pour commander le moteur  output level conductors (7) for controlling the motor de pompe (2) et une partie du nombre des éléments à semi-  pump (2) and part of the number of semi-finished elements conducteurs (7) du niveau sortie pour commander le moteur de  output level conductors (7) for controlling the motor ventilateur (6).fan (6).
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