FR2991459A1 - Procede et dispositif pour determiner le vent de circulation autour d'un vehicule - Google Patents

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Abstract

Procédé pour déterminer la vitesse (10) du vent de circulation arrivant sur un véhicule (2) en se fondant sur le débit massique (37) de l'agent de refroidissement (26) traversant un échangeur de chaleur (28) du dispositif de refroidissement (24) du véhicule (2) et du débit massique d'air (44) détaché du vent de circulation et traversant l'échangeur de chaleur (28), Le procédé consiste à : - déterminer la chute de température (40) du débit massique de fluide de refroidissement (37), - déterminer le débit massique d'air (44) responsable de la chute de température (40) du débit massique de fluide de refroidissement (37), et - déterminer la vitesse (10) du vent de circulation arrivant sur le véhicule (2) en se fondant sur le débit massique d'air (44) responsable de la chute de température (40) du débit massique de fluide de refroidissement (37).

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé pour déterminer la vitesse du vent de circulation arrivant sur un véhicule. L'invention se rapporte également à un véhicule équipé d'installation de refroidissement. Etat de la technique Selon le document DE 10241228B4 on connaît un dispo- sitif de refroidissement pour refroidir un moteur thermique. Dans ce dispositif de refroidissement, pendant la circulation, on conduit le vent de circulation arrivant sur le véhicule à travers un échangeur de cha- leur dans lequel passe un fluide de refroidissement de manière à refroidir celui-ci. Le fluide de refroidissement refroidi arrive dans le bloc cylindre du moteur thermique pour le refroidir. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un procédé pour dé- terminer la vitesse du vent de circulation arrivant sur un véhicule en se fondant sur le débit massique de l'agent de refroidissement traversant un échangeur de chaleur du dispositif de refroidissement du véhicule et du débit massique d'air détaché du vent de circulation et traversant l'échangeur de chaleur, ce procédé consistant à déterminer la chute de température du débit massique de fluide de refroidissement, à déterminer le débit massique d'air responsable de la chute de température du débit massique de fluide de refroidissement et à déterminer la vitesse du vent de circulation arrivant sur le véhicule en se fondant sur le débit massique d'air responsable de la chute de température du débit mas- sique de fluide de refroidissement. Le procédé selon l'invention repose sur la considération que la résistance à l'air du véhicule peut s'utiliser comme une résistance de circulation agissant contre l'avancée du véhicule pour déduire la consommation de carburant pour la propulsion du véhicule. L'invention reconnaît toutefois que la résistance à l'air intègre la différence entre la vitesse du véhicule et la vitesse du vent dans la direction opposée à celle du véhicule et qu'il faut néanmoins mesurer. Pour mesurer la vitesse du vent contraire, par rapport au véhicule, l'invention utilise l'échangeur de chaleur refroidi par le vent de circulation du moteur thermique du véhicule comme élément de capteur car le refroidissement du liquide de refroidissement traversant l'échangeur de chaleur (radiateur) permet de déterminer directement la vitesse du vent de circulation. Cette vitesse du vent de circulation est la différence entre la vitesse du véhicule et celle du vent opposé, pour dé- terminer la consommation de carburant d'un véhicule. L'avantage de l'invention réside dans la simplicité du pro- cédé de mesure du vent de circulation en utilisant cette stratégie de fonctionnement et le procédé de calcul pour déterminer précisément la consommation de carburant. Aucun nouveau capteur ou élément de capteur ne sont nécessaires pour appliquer le procédé, car le radiateur existant du véhicule s'utilise comme capteur. Selon un développement, le procédé comprend l'étape consistant à arrêter un dispositif d'aspiration pour aspirer le débit mas- Bique d'air dans le dispositif de refroidissement lorsqu'on détermine la chute de température du débit massique de fluide de refroidissement. Cette étape prend en compte le fait que le dispositif d'aspiration fausse le vent de circulation par son effet d'aspiration en accélérant l'air traversant l'échangeur de chaleur. Pour éviter cette accélération supplé- mentaire de l'air lorsqu'on détermine la vitesse du vent de circulation, il faut appliquer le procédé lorsque le dispositif d'aspiration est coupé. Selon un autre développement, le procédé détermine la relation fonctionnelle entre le vent de circulation arrivant sur le véhicule et le débit massique d'air responsable de la chute de température du débit massique de fluide de refroidissement en se fondant sur une me- sure d'essai. Cette relation fonctionnelle entre le vent de circulation arrivant sur le véhicule et le débit massique d'air responsable de la chute de température du débit massique de fluide de refroidissement répond à une règle physique mise en corrélation par la mesure d'essai. Cette me- sure d'essai peut se faire par exemple d'abord en soufflerie pour enre- gistrer ainsi la relation fonctionnelle dans une mémoire et l'utiliser pour déterminer la vitesse du vent de circulation. Selon un développement, on effectue la mesure d'essai lorsque la vitesse du vent environnant qui est la différence entre la vi- tesse du vent de circulation et la vitesse du véhicule est inférieure à un seuil donné. Ce seuil peut être en particulier de préférence égal à zéro, ce qui indique que la vitesse de l'air autour de véhicule et ainsi la vitesse du vent autour du véhicule est égale à zéro. La mesure d'essai permet de calibrer la relation fonctionnelle ci-dessus en se fondant sur le vent de circulation arrivant sur le véhicule, comme vitesse du véhi- cule, car la relation fonctionnelle résulte directement de la mise en rapport de la vitesse du véhicule et du débit massique d'air responsable de la chute de température du débit massique du fluide de refroidissement.
Pour la mesure d'essai, il faut s'assurer que la vitesse du vent autour du véhicule est effectivement nulle. Pour cela, on peut utiliser comme base la vitesse du vent de circulation définie par le procédé indiqué aussi longtemps que celle-ci peut être considérée comme fiable et de manière particulièrement préférentielle, on peut utiliser à cet effet les données météorologiques par exemple fournies par un appareil de navigation. La mesure d'essai fondée sur la vitesse du vent autour du véhicule et qui est nulle, peut être utilisée pour le premier calibrage de la relation fonctionnelle mais également pour sa correction.
Selon un développement, le procédé détermine la résis- tance de l'air s'opposant au véhicule, en se fondant sur la vitesse du vent autour du véhicule et qui est la différence de la vitesse du vent de circulation et de la vitesse du véhicule. Selon un développement préférentiel, le procédé enre- gistre la résistance déterminée de l'air et/ou la vitesse du vent environ- nant autour du véhicule dans une carte routière en se fondant sur l'endroit où se trouve à ce moment le véhicule. La carte routière peut être par exemple enregistrée dans une mémoire centrale à laquelle peuvent accéder un grand nombre de véhicules. Ainsi, la résistance de l'air mesurée par le procédé indiqué et/ou la vitesse du vent autour du véhi- cule, permettent d'établir des cartes météorologique détaillées dont les données relatives à la résistance de l'air peuvent être appelées par d'autres véhicules qui pourront alors se fonder sur ces données de résistance de l'air pour les calculs de consommation de carburant, par exemple pour planifier les trajets.
Selon un développement particulièrement préférentiel, le procédé consiste à lisser la vitesse du vent de circulation arrivant sur le véhicule en utilisant un filtre. Le filtre permet de lisser en formant par exemple une valeur moyenne. A partir de la résistance de l'air calculée localement, le lissage permet d'éliminer du calcul, les coups de vent brefs et locaux qui risqueraient de fausser le résultat de la mesure. Selon un développement, le procédé rejette la vitesse du vent de circulation arrivant sur le véhicule si la distance entre le véhicule et un véhicule qui précède est inférieure à un seuil donné. La dis- tance sera détectée par exemple à l'aide d'un capteur de distance. En éliminant le vent de circulation si un autre véhicule circule devant le propre véhicule a une distance trop faible, on ne tiendra pas non plus compte de la résistance à l'air qui ne correspond plus aux conditions locales effectives.
Selon un autre développement, l'invention a pour objet un dispositif notamment une unité de calcul pour déterminer la vitesse du vent de circulation arrivant sur un véhicule en se fondant sur le débit massique de l'agent de refroidissement qui traverse l'échangeur de chaleur du dispositif de refroidissement du véhicule et le débit mas- Bique de l'air traversant l'échangeur de chaleur qui s'est détaché du vent de circulation, le dispositif étant caractérisé par des moyens pour déterminer la chute de température du débit massique de fluide de refroidissement, déterminer le débit massique d'air cause de la chute de température du débit massique de fluide de refroidissement et déterminer la vitesse du vent de circulation arrivant sur le véhicule en se fondant sur le débit massique d'air cause de la chute de température du débit massique d'agent de refroidissement. Selon un développement, le dispositif comporte une mé- moire et un processeur. Le procédé est enregistré sous la forme d'un programme d'ordinateur dans la mémoire et le processeur applique le procédé lorsque le programme est chargé à partir de la mémoire dans le processeur. L'invention a également pour objet un véhicule équipé d'un dispositif défini ci-dessus.
Dessins La présente invention sera décrite, ci-après, de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation de procédé pour déterminer la vitesse du vent de circulation arrivant sur un véhicule à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un premier véhicule équipé d'un dispositif pour calculer la résistance de l'air, ce véhicule circulant derrière un autre véhicule, - la figure 2 est un schéma du dispositif de la figure 1.
Description de modes de réalisation La figure 1 montre très schématiquement un premier vé- hicule 2 équipé d'un dispositif 4 pour calculer la résistance de l'air, ce véhicule circulant devant un autre véhicule 6. Le premier véhicule 2 circule à la vitesse 8 derrière l'autre véhicule 6 ; le premier véhicule 2 est soumis à un vent de circulation de vitesse 10. Le premier véhicule 2 comporte en plus du dispositif 4, un capteur de distance 12 qui détecte la distance 14 entre ce véhicule (premier véhicule) 2 et l'autre véhicule (second véhicule) 6. Le premier véhicule 2 a un capteur de vitesse 16 pour détecter sa vitesse 8 ainsi qu'une antenne 18 pour la transmission de données par une liaison sans fil. La figure 2 est une vue schématique du dispositif 4 de la figure 1. Le dispositif 4 du présent mode de réalisation est composé de nombreuses unités mais en général pour des raisons de simplification il peut également être implémenté par un programme dans un ou plusieurs microcontrôleurs. Le dispositif 4 est relié à un premier capteur de tempéra- ture 20 et un second capteur de température 22 qui détectent respecti- vement la température du liquide 26 traversant un radiateur 24. Ce liquide de refroidissement est le fluide de refroidissement. Le liquide de refroidissement 26 est refroidi par de l'air dans l'échangeur de chaleur 28. Cet air déplacé par le vent de circulation traverse d'une manière connue en soi, le moteur thermique 30 du premier véhicule 2 pour le refroidir. La veine d'air refroidissant le liquide de refroidissement peut être renforcée par un dispositif d'aspiration 32 commandé par un moteur électrique 33. Le premier capteur de température 20 est relié côté en- trée à l'échangeur de chaleur 28 et détecte ainsi, la température 34 du liquide de refroidissement 26 arrivant dans l'échangeur de chaleur 28. Côté sortie, le second capteur de température 22 associé à l'échangeur de chaleur 28 détecte la température 36 du liquide de refroidissement 26 sortant de l'échangeur de chaleur 28. Le radiateur 24 comporte également un capteur de débit 35 qui détermine sur une certaine unité de temps, la masse de fluide de refroidissement 26 traversant le capteur de débit 35 et ainsi le débit massique 37 du liquide de refroidissement 26. En variante, le débit massique 37 du liquide de refroidissement 26 peut se déterminer à l'aide d'une courbe caractéristique représentant le débit massique 37 du liquide de refroidissement 26 (fluide de refroidissement) et la puissance absorbée par une pompe transportant le fluide de refroidissement ou liquide de refroidissement 26. Dans ce cas il faut mesurer la puissance absorbée par la pompe de fluide de refroidissement. A partir de la température 34, côté entrée, et de la tempé- rature 36, côté sortie, une installation de différence 38 calcule la diffé- rence de température 40. L'installation de différence 38 permet de couper le moteur électrique 33 par un signal de commutation 42 pendant que l'in détermine la différence de température 44 et couper ainsi le dispositif d'aspiration 32.
Comme déjà indiqué, l'échangeur de chaleur 28 est tra- versé par l'air déplacé par le vent de circulation 10 qui refroidit le liquide de refroidissement 26 génère la différence de température 40 du liquide de refroidissement 26. Le procédé de refroidissement du fluide ou liquide de refroidissement 26 produit par l'air et le réchauffement consécutif de l'air est lié par une relation physique dépendant de l'angle suivant lequel l'air d'entrée et le liquide de refroidissement se déplacent l'un par rapport à l'autre. Les principes pour déterminer cette relation physique sont les principes d'échange de chaleur qu'il n'est pas nécessaire d'expliciter ici.
En fonction de la relation physique évoquée ci-dessus suivant laquelle l'air arrivant, refroidit le liquide de refroidissement 26, on peut en relation avec le débit massique 37 fourni par le capteur de débit massique 35 du liquide de refroidissement 26, calculer le débit massique 44 de l'air dans une installation de calcul 42, du débit mas- sique responsable du refroidissement du liquide de refroidissement 26. A partir du débit massique 44 de l'air connu, en fonction de la densité connue de l'air et des dimensions géométrique connues de l'échangeur de chaleur 28, une installation de calcul de vitesse 46 cal- cule la vitesse de l'air entrant et ainsi la vitesse du vent de circulation 10. La relation physique appliquée par l'installation de calcul de débit massique 42 et pour l'installation de calcul de vitesse 46, est une relation fonctionnelle. Les deux installations de calcul 42, 46 peu- vent également être implémentées en commun dans une unique instal- lation de calcul sans avoir à calculer le débit massique 44 de l'air comme résultat intermédiaire. La relation fonctionnelle enregistrée dans les installations de calcul 42, 46 peut être fixée, corrigée ou calibrée par une installation de programmation 48.
Pour le calibrage, l'installation de programmation 48 né- cessite des signaux préalablement connus à partir desquels se détermine la relation fonctionnelle à fixer. Par exemple, comme signal antérieur connu, il y a le vent de circulation 10 lorsque la vitesse du vent de circulation 50 dans l'environnement du premier véhicule 2 est égale à zéro. L'amplitude de la vitesse de circulation 10 est alors en am- plitude égale à la vitesse 8 du premier véhicule 2. Pour déterminer la vitesse du vent environnant 50, on mesure la vitesse 8 du premier véhicule 2 avec le capteur de vitesse 16 et on la transmet à une autre installation 52. A partir de l'addition vec- torielle de la vitesse 8 du véhicule et de la vitesse 10 du vent de circula- tion ou de la différence des amplitudes dans l'autre installation de différence 52, on détermine la vitesse du vent environnant 50. L'installation de programmation 48 reçoit la vitesse de vent environnant 50 et à partir de la vitesse 8 du véhicule, elle déter- mine ici la vitesse du vent environnant 50 qui est égale à zéro. Dans l'affirmative, elle se fonde sur la différence de température 40 et la vitesse du vent de circulation 10 pour déterminer la relation fonctionnelle évoquée ci-dessus et programmée en se fondant sur les deux installations de calculs 42, 46 car dans ce cas, la vitesse de circulation 10 cor- respond exactement à la vitesse connue 8 du véhicule. En se fondant sur la vitesse du vent autour du véhicule 50 et la vitesse du vent de circulation 10 l'unité de calcul de résistance de l'air 54 calcule la résistance de l'air 56 que la propulsion du second véhicule doit vaincre. La résistance de l'air 56 peut être lissée par un filtre 58, par exemple en formant une valeur moyenne dans le temps et être transmise à une installation de transfert 60 et/ou à une installation de calcul de consommation de carburant 62. Le transfert de la résistance de l'air 56 à l'installation de transmission 60 est de préférence coupée par un interrupteur 64 com- mandé par le capteur de distance 12 lorsque la distance 14 entre le premier véhicule 2 et le second véhicule 6 devient trop petite et influence fortement la vitesse de vent de circulation 10 du second véhicule 6. L'installation de transmission 60 combine la résistance de l'air 56 à la position actuelle du premier véhicule 2 et transmet la paire d'information résistance de l'air/position 66 séparément par l'antenne 18 à un serveur 68 qui enregistre le doublet résistance de l'air/position 66 dans une banque de données 70 et la fournit à la demande, à d'autres véhicules qui planifient un trajet. Cela permet d'établir des cartes de navigation faisant apparaître les conditions d'environnement locales et permettant de calculer à partir de ceux-ci, une consommation minimale de carburant entre un point de départ et un point de destination choisi. L'installation de calcul de consommation de carburant 62 utilise la résistance de l'air pour calculer la consommation actuelle de carburant et pour déterminer la portée (autonomie) prévisionnelle 72 pour le remplissage actuel du réservoir du premier véhicule. Ces calculs seraient indépendants de la distance 14 du second véhicule 6 par rapport au premier véhicule 2 car le vent de circulation influencé par le vé- hicule 6, influence également la consommation de carburant du premier véhicule 2. A titre d'exemple, la portée prévisionnelle calculée 72 pour le remplissage du réservoir sera affichée comme information pour le conducteur sur un moniteur 74 équipant le véhicule 2.10 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 2 Premier véhicule 4 Dispositif de calcul de la résistance de l'air 6 Second véhicule 8 Vitesse du premier véhicule 2 Vitesse du vent de circulation 12 Capteur de distance 14 Distance entre le premier véhicule 2 et le 10 second véhicule 6 16 Capteur de vitesse 18 Antenne 20 Premier capteur de température 22 Second capteur de température 24 Radiateur (échangeur de chaleur) 26 Liquide de refroidissement/ Fluide de refroidissement 28 Echangeur de chaleur 30 Moteur thermique 32 Dispositif d'aspiration 33 Moteur électrique 34 Température côté entrée du liquide de refroidissement 35 Capteur de débit 36 Température côté sortie du liquide de refroidissement 37 Débit massique fourni 38 Installation de différence 40 Différence de température 42 Installation de calcul 46 Installation de calcul 44 Débit massique 48 Installation de programmation 50 Vitesse du vent environnant 52 Installation de différence 56 Résistance de l'air 60 Installation de transmission 62 Installation de calcul de consommation de carburant 64 Commutateur 66 Doublet résistance de l'air/position 70 Banque de données 72 Portée/autonomie 5 74 Moniteur

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1°) Procédé pour déterminer la vitesse (10) du vent de circulation arrivant sur un véhicule (2) en se fondant sur le débit massique (37) de l'agent de refroidissement (26) traversant un échangeur de chaleur (28) du dispositif de refroidissement (24) du véhicule (2) et du débit mas- sique d'air (44) détaché du vent de circulation et traversant l'échangeur de chaleur (28), procédé comprenant les étapes suivantes consistant à : - déterminer la chute de température (40) du débit massique de fluide de refroidissement (37), - déterminer le débit massique d'air (44) générant la chute de température (40) du débit massique de fluide de refroidissement (37), et - déterminer la vitesse (10) du vent de circulation arrivant sur le véhicule (2) en se fondant sur le débit massique d'air (44) générant la chute de température (40) du débit massique de fluide de refroidis- sement (37) .
  2. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par l'étape consistant à : - arrêter un dispositif d'aspiration (32) assurant le débit massique d'air (44) dans le dispositif de refroidissement (24) lorsqu'on détermine la chute de température (40) du débit massique de fluide de refroidissement (44).
  3. 3°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par l'étape suivante consistant à : - déterminer une relation fonctionnelle entre la vitesse (10) du vent de circulation arrivant sur le véhicule (2) et le débit massique d'air (44) responsable de la chute de température (40) du débit massique de fluide de refroidissement (37) en se fondant sur une mesure d'essai.
  4. 4°) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on effectue la mesure d'essai si la vitesse du vent environnant (50) résultant de la différence entre la vitesse (10) du vent de circulation et la vitesse (8) du véhicule (2) est inférieure à un seuil prédéfini.
  5. 5°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par l'étape consistant à : - déterminer la résistance à l'air (56) agissant sur le véhicule (2) en se fondant sur la vitesse du vent environnant (50) c'est-à-dire la vitesse du vent autour du véhicule (2) qui résulte de la différence entre la vi- tesse (10) du vent de circulation et la vitesse (8) du véhicule (2).
  6. 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par l'étape consistant à : - enregistrer la résistance à l'air (56) déterminée et/ou la vitesse du vent environnant (50) tournant autour du véhicule (2) dans une banque de données (70) en se fondant sur l'endroit actuel du véhicule (2).
  7. 7°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par l'étape consistant à : - lisser la vitesse (10) du vent de circulation arrivant sur le véhicule (2) et/ou de la résistance à l'air (56) en utilisant un filtre (58).
  8. 8°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par l'étape consistant à : - rejeter la vitesse (10) du vent de circulation arrivant sur le véhicule (2) si la distance (14) entre le véhicule (2) et un véhicule (6) qui précède le véhicule (2) est inférieure à une certaine distance seuil.
  9. 9°) Dispositif (4) notamment unité de calculs pour déterminer la vitesse (10) du vent de circulation arrivant sur un véhicule (2) en se fondant sur le débit massique d'agent de refroidissement (37) de l'agent de refroidissement (26) qui traverse l'échangeur de chaleur (28) du dispositif de refroidissement (24) du véhicule (2) et du débit massique d'air (44)traversant l'échangeur de chaleur (28) et qui s'est détaché du vent de circulation, le dispositif étant caractérisé par des moyens pour : - déterminer la chute de température (40) du débit massique de fluide de refroidissement (37), - déterminer le débit massique d'air (44) générant de la chute de température (40) du débit massique de fluide de refroidissement (37), et - déterminer la vitesse (10) du vent de circulation arrivant sur le véhicule (2) en se fondant sur le débit massique d'air (44) responsable de la chute de température (40) du débit massique d'agent de refroidis- sement (37) .
  10. 10°) Véhicule (2) comportant un dispositif (4) selon la revendication 9, et programme d'ordinateur comportant un code programme pour exécu- ter toutes les étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 9 lorsque le programme d'ordinateur est appliqué par un ordinateur ou un dispositif selon la revendication 9 ainsi que produit de programme d'ordinateur comportant un code programme enregistré sur un support de données lisible par un ordinateur et qui, lorsqu'il est appliqué par une installation de traitement de données, exécute le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.25
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