FR3030702A1 - THERMAL MANAGEMENT CIRCUIT OF A MOTOR VEHICLE AND ASSOCIATED STEERING METHOD - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de pilotage d'un circuit de gestion thermique (1) d'un véhicule automobile en fonction d'au moins une commande de consigne, ledit circuit de gestion thermique (1) comprenant : - une boucle à cycle de Rankine dite boucle Rankine (3) dans laquelle circule un premier fluide frigorigène, - une boucle de climatisation (5) dans laquelle circule un deuxième fluide frigorigène, - une boucle de circulation de fluide (27) reliant la boucle de climatisation (5) et la boucle Rankine (3) et dans laquelle circule un premier fluide caloporteur, ledit procédé comprenant: - une étape (1001) de mesure d'au moins un paramètre de fonctionnement du circuit de gestion thermique (1), - une étape (1002) d'estimation de la puissance produite (Wtur, Wrank) par la boucle Rankine (3) en fonction dudit au moins un paramètre mesuré et de ladite au moins une commande de consigne et, - une étape (1003) de détermination de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine (3) en fonction de l'estimation de la puissance (Wtur, Wrank) produite par la boucle Rankine (3).The present invention relates to a method for controlling a thermal management circuit (1) of a motor vehicle as a function of at least one setpoint command, said thermal management circuit (1) comprising: a cycle-cycle loop; Rankine called Rankine loop (3) in which circulates a first refrigerant, - an air conditioning loop (5) in which circulates a second refrigerant, - a fluid circulation loop (27) connecting the air conditioning loop (5) and the Rankine loop (3) and in which a first coolant circulates, said method comprising: - a step (1001) of measuring at least one operating parameter of the thermal management circuit (1), - a step (1002) for estimating the power produced (Wtur, Wrank) by the Rankine loop (3) as a function of said at least one measured parameter and said at least one setpoint command and, - a step (1003) of determining the setting functioning or arr and the Rankine loop (3) according to the estimate of the power (Wtur, Wrank) produced by the Rankine loop (3).
Description
-1- Circuit de gestion thermique d'un véhicule automobile et procédé de pilotage associé Les circuits de gestion thermique des véhicules automobiles servent notamment à réguler la température intérieure du véhicule en fonction de commandes des utilisateurs. Pour cela, il est connu d'utiliser une boucle de climatisation couplée à un radiateur situé sur la face avant du véhicule, la boucle de climatisation permettant, par exemple, de générer de l'air froid de manière à réduire la température à l'intérieur de l'habitacle. Dans certains modes de réalisation, la boucle de climatisation peut également être réversible et permettre la production d'air chaud permettant de réchauffer l'habitacle du véhicule. Cependant, du fait du développement des véhicules électriques et de nouvelles normes anti-pollution, il convient de limiter la consommation électrique des circuits de gestion thermique. L'un des moyens connus pour réduire la consommation est d'utiliser la chaleur issue du moteur afin de produire de l'énergie, par exemple via une boucle à cycle de Rankine dans laquelle circule, au moyen d'une pompe, un fluide caloporteur et qui comporte un évaporateur récupère la chaleur dégagée par le moteur pour permettre la production d'énergie électrique via une turbine. Cependant, le rendement d'une boucle à cycle de Rankine peut présenter un rendement faible voire négatif, c'est-à-dire que la boucle de Rankine peut consommer plus d'énergie via sa pompe qu'elle n'en restitue via la turbine. Il convient donc de trouver des moyens permettant d'optimiser la consommation 25 énergétique du circuit de gestion thermique quelles que soient les conditions de fonctionnement dudit circuit. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de pilotage d'un circuit de gestion thermique d'un véhicule automobile en fonction d'au moins une commande de 30 consigne, ledit circuit de gestion thermique comprenant : - une boucle à cycle de Rankine dite boucle Rankine dans laquelle circule un premier fluide frigorigène, -2- - une boucle de climatisation dans laquelle circule un deuxième fluide frigorigène, - une boucle de circulation de fluide reliant la boucle de climatisation et la boucle Rankine et dans laquelle circule un premier fluide caloporteur, ledit procédé comprenant: - une étape de mesure d'au moins un paramètre de fonctionnement du circuit de gestion thermique, - une étape d'estimation de la puissance produite par la boucle Rankine en fonction dudit au moins un paramètre mesuré et de ladite au moins une commande de consigne et, - une étape de détermination de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine en fonction de l'estimation de la puissance produite par la boucle Rankine. L'estimation de la puissance produite par la boucle Rankine et la détermination de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine permettent d'optimiser la consommation du circuit de gestion thermique en fonction d'au moins une commande de consigne et d'au moins un paramètre de fonctionnement ou condition de fonctionnement. Selon un autre aspect de la présente invention, la boucle Rankine comprend une turbine, le ou les paramètres de fonctionnement mesurés comprennent la vitesse de rotation de la turbine, la température et la pression du premier fluide frigorigène à l'entrée de la turbine et l'étape d'estimation de la puissance produite par la boucle Rankine comprend : - une étape d'estimation du débit massique du premier fluide frigorigène, - une étape d'estimation de l'enthalpie isentropique du premier fluide frigorigène à partir de la température et de la pression du premier fluide frigorigène à l'entrée de la turbine et du taux de compression du premier fluide frigorigène, - une étape de calcul de la puissance isentropique à partir du débit massique estimé et de l'enthalpie isentropique estimée et, 30 - une étape de calcul de la puissance de la turbine à partir de la puissance isentropique, -3- de la vitesse de rotation de la turbine et des propriétés du premier fluide frigorigène et de la turbine. L'estimation de puissance produite par la boucle Rankine est cruciale car c'est à 5 partir de cette estimation que la mise en fonctionnement ou l'arrêt de la boucle Rankine est décidé pour minimiser la consommation énergétique du circuit de gestion thermique. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la boucle Rankine comprend une première pompe et l'étape d'estimation du débit massique du premier 10 fluide frigorigène comprend : - une étape d'estimation de la densité du premier fluide frigorigène à l'entrée de la première pompe en fonction de la pression et de la température du premier fluide frigorigène à l'entrée de la première pompe, - une étape d'estimation du débit massique à partir de la densité du premier fluide 15 frigorigène déterminée, du volume de la première pompe, de la vitesse de rotation de la première pompe et des propriétés du premier fluide frigorigène. La détermination du débit massique est nécessaire pour déterminer la puissance produite par la boucle Rankine. Quatre solutions permettent de déterminer le débit 20 massique. Cette première solution est simple mais nécessite de connaître la vitesse de rotation de la pompe. Selon un aspect additionnel de la présente invention, la boucle Rankine comprend un premier échangeur bi-fluide apte à être connecté à un circuit de 25 refroidissement du moteur via une canalisation dans laquelle circule un deuxième fluide caloporteur et l'étape d'estimation du débit massique du premier fluide frigorigène comprend: - une étape de détermination de la puissance du premier échangeur bi-fluide (9) à partir de la température du deuxième fluide caloporteur dans la canalisation à l'entrée du 30 premier échangeur bi-fluide, de la température de saturation du premier fluide -4- frigorigène à la pression de la sortie du premier échangeur bi-fluide et des propriétés du premier fluide frigorigène et du premier échangeur bi-fluide, - une étape de détermination de la différence d'enthalpie entre l'entrée et la sortie du premier échangeur bi-fluide en fonction des températures et pression à l'entrée et à la 5 sortie du premier échangeur bi-fluide, - une étape de calcul du débit massique du premier fluide frigorigène à partir de la puissance du premier échangeur bi-fluide déterminée, de la différence d'enthalpie déterminée et des propriétés du premier fluide frigorigène. 10 Cette deuxième solution permet de déterminer le débit massique à partir des propriétés du premier échangeur bi-fluide. Selon un autre aspect de la présente invention, l'estimation du débit massique (m) du premier fluide frigorigène comprend : 15 - une étape de détermination de la puissance du deuxième échangeur bi-fluide à partir de la température de saturation du premier fluide frigorigène à la pression à l'entrée deuxième échangeur bi-fluide et des propriétés du premier fluide frigorigène et du deuxième échangeur bi-fluide, - une étape de détermination de la différence d'enthalpie entre l'entrée et la sortie du 20 deuxième échangeur bi-fluide en fonction des températures et pression à l'entrée et à la sortie du deuxième échangeur bi-fluide, - une étape de calcul du débit massique du premier fluide frigorigène à partir de la puissance du deuxième échangeur bi-fluide déterminée, de la différence d'enthalpie déterminée et des propriétés du premier fluide frigorigène. 25 Cette troisième solution permet de déterminer le débit massique à partir des propriétés du deuxième échangeur bi-fluide. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, l'étape d'estimation du 30 débit massique du premier fluide frigorigène comprend: -5- - une étape d'estimation de la densité du premier fluide frigorigène à l'entrée de la turbine en fonction de la pression et de la température du premier fluide frigorigène à l'entrée de la turbine, - une étape d'estimation du débit massique à partir de la densité du premier fluide 5 frigorigène déterminée, du volume de la turbine, de la vitesse de rotation de la turbine et des propriétés du premier fluide frigorigène. Cette solution est simple mais nécessite de connaître la vitesse de rotation de la turbine. 10 Selon un aspect additionnel de la présente invention, l'étape de détermination de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine comprend : - une étape de détermination de la puissance nette consommée par le circuit de gestion thermique, correspondant à la différence entre la puissance consommée par ledit circuit 15 de gestion thermique et la puissance produite par la boucle Rankine, en fonction du ou des paramètres de fonctionnement mesurés et des commandes de consigne, - une étape de comparaison de la puissance nette consommée par le circuit de gestion thermique déterminée avec un premier et un deuxième seuils prédéterminés. 20 La comparaison entre la puissance nette consommée par le circuit et des seuils prédéterminés procure une première condition pour la mise en route ou l'arrêt de la boucle Rankine. Cette première condition peut aussi correspondre à un mode de réalisation simplifié ou dégradé de l'invention. 25 Selon un autre aspect de la présente invention, le procédé comprend également : - une étape de mise en fonctionnement la boucle Rankine si la puissance nette consommée par le circuit de gestion thermique déterminée est inférieure au premier seuil prédéterminé et, - une étape d'arrêt de la boucle Rankine si la puissance nette consommée par le circuit 30 de gestion thermique déterminée est supérieure au deuxième seuil prédéterminé. -6- Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la boucle de climatisation comprend un condenseur, le ou les paramètres de fonctionnement mesurés comprennent la pression à la sortie du condenseur et l'étape de détermination de la mise 5 en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine comprend également : - une étape de comparaison de la puissance nette produite par la boucle Rankine estimée avec un troisième et un quatrième seuils prédéterminés et, - une étape de comparaison de la pression du deuxième fluide frigorigène à la sortie du condenseur avec un cinquième, un sixième et un septième seuils prédéterminés. 10 La puissance nette produite par la boucle Rankine et la pression du deuxième fluide frigorigène à la sortie du condenseur permettent également, avec la puissance consommée par le circuit de gestion thermique de décider de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine. La pression à la sortie du condenseur reflétant le 15 fonctionnement de la boucle de climatisation. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, le procédé comprend également : - une étape de mise en fonctionnement de la boucle Rankine si la puissance nette 20 consommée par le circuit de gestion thermique est inférieure au premier seuil prédéterminé, que la puissance nette de la boucle Rankine est supérieure au troisième seuil prédéterminé et que la pression du deuxième fluide frigorigène à la sortie du condenseur est inférieure au cinquième seuil prédéterminé et, - une étape d'arrêt de la boucle Rankine si la puissance nette consommée par le circuit 25 de gestion thermique est supérieure au deuxième seuil prédéterminé. Selon un aspect additionnel de la présente invention, le procédé comprend également lorsque la boucle Rankine est mise en fonctionnement : - une étape de détermination des points de fonctionnement du circuit de gestion 30 thermique permettant de respecter les commandes de consigne, -7- si aucun point de fonctionnement ne permet de respecter les commandes de consigne, - une étape de sélection du point de fonctionnement le plus proche des commandes de consigne, sinon, - une étape de sélection du point de fonctionnement pour lequel la puissance nette consommée par le circuit de gestion thermique est minimale et, - une étape d'application du point de fonctionnement sélectionné. Une fois que l'on a décidé de la mise en route ou de l'arrêt de la boucle Rankine 10 il faut encore piloter le circuit de gestion thermique de manière à optimiser la dépense énergétique tout en respectant les commandes de consigne. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la boucle Rankine comprend une première pompe, ledit procédé comprenant également : 15 - une étape de réduction de la puissance de la première pompe si la boucle Rankine est en fonctionnement et que la pression à la sortie du condenseur est supérieure au sixième seuil prédéterminé. La réduction de la puissance de la boucle Rankine permet indirectement de faire 20 baisser la pression à la sortie du condenseur. Selon un autre aspect de la présente invention, le procédé comprend également : - une étape de détermination des points de fonctionnement du circuit de gestion thermique permettant de respecter les commandes de consigne si la boucle Rankine est 25 en fonctionnement et que la pression à la sortie du condenseur est inférieure au septième seuil prédéterminé, si aucun point de fonctionnement ne permet de respecter les commandes de consigne, - une étape de sélection du point de fonctionnement le plus proche des commandes de consigne, 30 sinon, -8- - une étape de sélection du point de fonctionnement pour lequel la puissance nette consommée par le circuit de gestion thermique est minimale et, - une étape d'application du point de fonctionnement sélectionné.-1- Circuit for thermal management of a motor vehicle and associated driving method The thermal management circuits of motor vehicles are used in particular to regulate the interior temperature of the vehicle according to user commands. For this, it is known to use an air conditioning loop coupled to a radiator located on the front of the vehicle, the air conditioning loop for example, to generate cold air so as to reduce the temperature to the interior of the cockpit. In some embodiments, the air conditioning loop can also be reversible and allow the production of hot air to warm the vehicle interior. However, due to the development of electric vehicles and new anti-pollution standards, the power consumption of thermal management circuits should be limited. One of the known ways to reduce consumption is to use the heat from the engine to produce energy, for example via a Rankine ring loop in which circulates, by means of a pump, a coolant and which comprises an evaporator recovers the heat released by the engine to allow the production of electrical energy via a turbine. However, the efficiency of a Rankine cycle loop can have a low or even negative efficiency, that is, the Rankine loop can consume more energy via its pump than it returns through the loop. turbine. It is therefore necessary to find means for optimizing the energy consumption of the thermal management circuit whatever the operating conditions of said circuit. For this purpose, the present invention relates to a method for controlling a thermal management circuit of a motor vehicle as a function of at least one setpoint command, said thermal management circuit comprising: a Rankine cycle loop said Rankine loop in which circulates a first refrigerant, -2- - an air conditioning loop in which a second refrigerant circulates, - a fluid circulation loop connecting the air conditioning loop and the Rankine loop and in which a first fluid circulates coolant, said method comprising: - a step of measuring at least one operating parameter of the thermal management circuit, - a step of estimating the power produced by the Rankine loop as a function of said at least one measured parameter and said at least one setpoint command and; - a step of determining whether the Rankine loop is in operation or stopped according to the estimate of the power produced by the Rankine loop. The estimation of the power produced by the Rankine loop and the determination of the start-up or shutdown of the Rankine loop make it possible to optimize the consumption of the thermal management circuit as a function of at least one setpoint command and at least one operating parameter or operating condition. According to another aspect of the present invention, the Rankine loop comprises a turbine, the measured operating parameter (s) comprise the rotational speed of the turbine, the temperature and the pressure of the first refrigerant at the inlet of the turbine and the step of estimating the power produced by the Rankine loop comprises: - a step of estimating the mass flow rate of the first refrigerant, - a step of estimating the isentropic enthalpy of the first refrigerant from the temperature and the pressure of the first refrigerant at the inlet of the turbine and the compression ratio of the first refrigerant, - a step of calculating the isentropic power from the estimated mass flow and the estimated isentropic enthalpy, and a step of calculating the power of the turbine from the isentropic power, -3- of the speed of rotation of the turbine and the properties of the first fluid frig origene and turbine. The power estimate produced by the Rankine loop is crucial because it is from this estimate that the start or stop of the Rankine loop is decided to minimize the energy consumption of the thermal management circuit. According to a further aspect of the present invention, the Rankine loop comprises a first pump and the step of estimating the mass flow rate of the first refrigerant comprises: a step of estimating the density of the first refrigerant at the inlet of the first pump as a function of the pressure and the temperature of the first refrigerant at the inlet of the first pump, a step of estimating the mass flow rate from the density of the first refrigerant determined, the volume of the the first pump, the speed of rotation of the first pump and the properties of the first refrigerant. The determination of the mass flow is necessary to determine the power produced by the Rankine loop. Four solutions make it possible to determine the mass flow rate. This first solution is simple but requires knowing the speed of rotation of the pump. According to an additional aspect of the present invention, the Rankine loop comprises a first bi-fluid exchanger capable of being connected to a cooling circuit of the engine via a pipe in which a second heat transfer fluid circulates and the step of estimating the flow rate. of the first refrigerant comprises: - a step of determining the power of the first bi-fluid exchanger (9) from the temperature of the second heat transfer fluid in the pipe at the inlet of the first bi-fluid exchanger, the saturation temperature of the first refrigerant fluid at the pressure of the outlet of the first bi-fluid exchanger and the properties of the first refrigerant and the first bi-fluid exchanger, - a step of determining the difference in enthalpy between the the inlet and the outlet of the first bi-fluid exchanger as a function of the temperatures and pressures at the inlet and at the outlet of the first bi-fluid exchanger, a step of calculating the mass flow rate of the first refrigerant from the power of the first bi-fluid exchanger determined, the determined difference in enthalpy and the properties of the first refrigerant. This second solution makes it possible to determine the mass flow rate from the properties of the first bi-fluid exchanger. According to another aspect of the present invention, the estimation of the mass flow rate (m) of the first refrigerant comprises: a step of determining the power of the second bi-fluid exchanger from the saturation temperature of the first refrigerant at the pressure at the inlet, the second bi-fluid exchanger and the properties of the first refrigerant and the second bi-fluid exchanger, a step of determining the enthalpy difference between the inlet and the outlet of the second exchanger, -fluid depending on the temperatures and pressure at the inlet and the outlet of the second bi-fluid exchanger, - a step of calculating the mass flow rate of the first refrigerant from the power of the second bi-fluid exchanger determined, the determined enthalpy difference and the properties of the first refrigerant. This third solution makes it possible to determine the mass flow rate from the properties of the second bi-fluid exchanger. According to a further aspect of the present invention, the step of estimating the mass flow rate of the first refrigerant comprises: a step of estimating the density of the first refrigerant at the inlet of the turbine according to the pressure and the temperature of the first refrigerant at the inlet of the turbine, a step of estimating the mass flow rate from the density of the first refrigerant determined, the volume of the turbine, the speed of the rotation of the turbine and properties of the first refrigerant. This solution is simple but requires knowing the speed of rotation of the turbine. According to an additional aspect of the present invention, the step of determining the operation or the stopping of the Rankine loop comprises: a step of determining the net power consumed by the thermal management circuit, corresponding to the difference between the power consumed by said thermal management circuit 15 and the power produced by the Rankine loop, as a function of the measured operating parameter (s) and the setpoint commands, - a step of comparing the net power consumed by the circuit determined thermal management with first and second predetermined thresholds. The comparison between the net power consumed by the circuit and the predetermined thresholds provides a first condition for starting or stopping the Rankine loop. This first condition may also correspond to a simplified or degraded embodiment of the invention. According to another aspect of the present invention, the method also comprises: a step of operating the Rankine loop if the net power consumed by the determined thermal management circuit is less than the first predetermined threshold and a step of stopping the Rankine loop if the net power consumed by the determined thermal management circuit 30 is greater than the second predetermined threshold. According to a further aspect of the present invention, the air-conditioning loop comprises a condenser, the measured operating parameter (s) comprise the pressure at the outlet of the condenser and the step of determining the operation or the operation. stop of the Rankine loop also comprises: a step of comparing the net power produced by the estimated Rankine loop with a third and a fourth predetermined threshold, and a step of comparing the pressure of the second refrigerant at the outlet of the condenser with a predetermined fifth, sixth and seventh threshold. The net power produced by the Rankine loop and the pressure of the second refrigerant at the outlet of the condenser also make it possible, with the power consumed by the thermal management circuit, to decide on the start-up or shutdown of the Rankine loop. . The pressure at the condenser outlet reflecting the operation of the air conditioning loop. According to a further aspect of the present invention, the method also comprises: a step of operating the Rankine loop if the net power consumed by the thermal management circuit is less than the first predetermined threshold, the net power of the Rankine loop is greater than the third predetermined threshold and that the pressure of the second refrigerant at the outlet of the condenser is less than the fifth predetermined threshold and, - a step of stopping the Rankine loop if the net power consumed by the management circuit 25 thermal is greater than the second predetermined threshold. According to an additional aspect of the present invention, the method also comprises when the Rankine loop is put into operation: a step of determining the operating points of the thermal management circuit making it possible to respect the setpoint commands, if no operating point does not comply with the setpoint commands, - a step of selecting the operating point closest to the setpoint commands, otherwise, - a step of selecting the operating point for which the net power consumed by the operating circuit thermal management is minimal and - a step of applying the selected operating point. Once a decision has been made to start or stop the Rankine 10 loop, the thermal management circuit must be controlled to optimize energy expenditure while respecting the setpoint commands. According to a further aspect of the present invention, the Rankine loop comprises a first pump, said method also comprising: a step of reducing the power of the first pump if the Rankine loop is in operation and the pressure at the output of the condenser is greater than the sixth predetermined threshold. Reducing the power of the Rankine loop indirectly makes it possible to lower the pressure at the outlet of the condenser. According to another aspect of the present invention, the method also comprises: a step of determining the operating points of the thermal management circuit making it possible to respect the setpoint commands if the Rankine loop is in operation and the output pressure the condenser is less than the seventh predetermined threshold, if no operating point makes it possible to comply with the setpoint commands, - a step of selecting the operating point closest to the setpoint commands, otherwise -8- - a step of selecting the operating point for which the net power consumed by the thermal management circuit is minimal and - a step of applying the selected operating point.
Selon un aspect additionnel de la présente invention, la boucle Rankine comprend une première pompe, la boucle de climatisation comprend un compresseur et la boucle de circulation de fluide comprend un radiateur muni d'un ventilateur et dans lequel un point de fonctionnement comprend la puissance de la première pompe, la puissance du compresseur et la vitesse de rotation du ventilateur du radiateur.According to an additional aspect of the present invention, the Rankine loop comprises a first pump, the air conditioning loop comprises a compressor and the fluid circulation loop comprises a radiator provided with a fan and in which an operating point comprises the power of the first pump, the power of the compressor and the rotation speed of the radiator fan.
La première pompe, le compresseur et le radiateur sont les trois équipements par l'intermédiaire desquels au moins l'un des paramètres du circuit de gestion thermique peut être modifié.The first pump, the compressor and the radiator are the three devices through which at least one of the parameters of the thermal management circuit can be modified.
Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, l'étape de détermination des points de fonctionnement du circuit de gestion thermique permettant de respecter une ou plusieurs commandes de consigne comprend la prise en compte de seuils d'utilisation du circuit de gestion thermique.According to a further aspect of the present invention, the step of determining the operating points of the thermal management circuit for respecting one or more setpoint commands comprises taking into account utilization thresholds of the thermal management circuit.
Il existe souvent des seuils d'utilisation définis par les constructeurs au-delà desquels l'usure des équipements est plus rapide et qu'il convient de prendre en compte. Selon un autre aspect additionnel de la présente invention, les étapes du procédé sont répétées au cours du temps.There are often manufacturer-defined usage thresholds beyond which equipment wear is faster and should be taken into account. According to another additional aspect of the present invention, the process steps are repeated over time.
La répétition au cours du temps des étapes du procédé permet de prendre en compte l'évolution du ou des paramètres de fonctionnement ou de la ou les commandes de consigne au cours du temps.The repetition over time of the steps of the method makes it possible to take into account the evolution of the operating parameter or parameters or the setpoint commands over time.
Selon un aspect additionnel de la présente invention, la boucle Rankine -9- comprend une première pompe, un premier échangeur bi-fluide apte à être connecté à un circuit de refroidissement du moteur via une canalisation et une turbine, la boucle de climatisation comprend un condenseur et un détendeur, la boucle de circulation de fluide comprend un radiateur et dans lequel les paramètres mesurés comprennent au moins une combinaison des paramètres suivants : - la température du deuxième fluide caloporteur à l'entrée du premier échangeur bifluide au niveau de la canalisation d'alimentation, - la température du premier fluide frigorigène à l'entrée de la turbine, - la pression du premier fluide frigorigène à l'entrée de la turbine, 10 - la température du premier fluide frigorigène à l'entrée de la première pompe, - la pression du premier fluide frigorigène à l'entrée de la première pompe, - la température extérieure au niveau du radiateur, - la température du premier fluide caloporteur à l'entrée du condenseur, - la pression du deuxième fluide frigorigène à la sortie du condenseur. 15 Ces paramètres de fonctionnement permettent de connaître l'état du circuit de gestion thermique. La présente invention concerne également un circuit de gestion thermique d'un 20 véhicule automobile comprenant : - une boucle à cycle de Rankine dite boucle Rankine dans laquelle circule un premier fluide frigorigène, - une boucle de climatisation dans laquelle circule un deuxième fluide frigorigène, - une boucle de circulation de fluide reliant la boucle de climatisation et la boucle 25 Rankine et dans laquelle circule un premier fluide caloporteur, - des moyens de mesure d'au moins un paramètre de fonctionnement du circuit de gestion thermique, - des moyens de traitement connectés aux moyens de mesure et configurés pour : recevoir au moins une commande de consigne, 30 estimer la puissance produite par la boucle Rankine en fonction d'au moins un -10- paramètre mesuré et d'au moins une commande de consigne, - déterminer la mise en fonctionnement ou l'arrêt de la boucle Rankine en fonction de l'estimation de la puissance produite par la boucle Rankine.According to an additional aspect of the present invention, the Rankine loop includes a first pump, a first bi-fluid exchanger adapted to be connected to an engine cooling circuit via a pipe and a turbine, the air conditioning loop comprises a condenser and a pressure reducer, the fluid circulation loop comprises a radiator and wherein the measured parameters comprise at least one combination of the following parameters: the temperature of the second heat transfer fluid at the inlet of the first two-fluid exchanger at the level of the supply, - the temperature of the first refrigerant at the inlet of the turbine, - the pressure of the first refrigerant at the inlet of the turbine, 10 - the temperature of the first refrigerant at the inlet of the first pump, - the pressure of the first refrigerant at the inlet of the first pump, - the external temperature at the radiator, - the temperature e of the first coolant at the inlet of the condenser, - the pressure of the second refrigerant at the outlet of the condenser. These operating parameters make it possible to know the state of the thermal management circuit. The present invention also relates to a thermal management circuit of a motor vehicle comprising: - a Rankine loop called Rankine loop in which circulates a first refrigerant, - an air conditioning loop in which a second refrigerant circulates, - a fluid circulation loop connecting the air conditioning loop and the Rankine loop and in which a first coolant circulates, - means for measuring at least one operating parameter of the thermal management circuit, - connected processing means to the measuring means and configured to: receive at least one setpoint command, estimate the power produced by the Rankine loop as a function of at least one measured parameter and at least one setpoint command; commissioning or stopping of the Rankine loop based on the estimate of the power produced by the Rankine loop.
Selon un aspect additionnel de la présente invention, la boucle Rankine comprend : - une première pompe, - un premier échangeur bi-fluide apte à être connecté à un circuit de refroidissement du moteur via une canalisation dans laquelle circule un deuxième fluide caloporteur, 10 -une turbine, - un deuxième échangeur bi-fluide, dit échangeur de refroidissement. Selon un autre aspect de la présente invention, la boucle de climatisation comprend : 15 - un compresseur, - un condenseur placé en aval du compresseur, - un détendeur placé en aval du condenseur, - un évaporateur placé en aval du détendeur. 20 Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la boucle de circulation de fluide comprend une deuxième pompe, un radiateur muni d'un ventilateur, ladite boucle de circulation de fluide étant relié à la boucle de climatisation via le condenseur et à la boucle Rankine via le deuxième échangeur bi-fluide. 25 Selon un aspect additionnel de la présente invention, la boucle Rankine comprend également un échangeur de sous-refroidissement placé en aval du deuxième échangeur bi-fluide et relié à la boucle de circulation de fluide. L'échangeur de sous-refroidissement permet d'assurer que le deuxième fluide 30 frigorigène est en phase liquide à l'entrée de la première pompe. -11- Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la boucle de circulation de fluide comprend également un connecteur trois voies disposé en aval du radiateur et relié d'une part au condenseur et d'autre part à l'échangeur de sous-5 refroidissement. Le connecteur trois voies permet de moduler le débit vers le condenseur en fonction des besoins. 10 Selon un autre aspect e la présente invention, les moyens de traitement sont également configurés pour réaliser les étapes suivantes : - déterminer la puissance nette produite par la boucle Rankine, la puissance nette consommée par le circuit de gestion thermique, - comparer la puissance nette produite par la boucle Rankine, la puissance nette 15 consommée par le circuit de gestion thermique et la pression à la pression à la sortie du condenseur à des seuils prédéterminés et, - décider de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine en fonction des résultats de l'étape de comparaison. 20 Selon un aspect additionnel de la présente invention, les moyens de traitement sont également configurés pour déterminer des points de fonctionnement du circuit de gestion thermique en fonction d'une ou plusieurs commandes de consigne. Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, un point de 25 fonctionnement comprend la puissance de la première pompe, la puissance du compresseur et la vitesse de rotation du ventilateur du radiateur et dans lequel les moyens de traitement sont configurés pour piloter la puissance de la première pompe, la puissance du compresseur et la vitesse de rotation du ventilateur du radiateur. 30 Selon un autre aspect additionnel de la présente invention, le premier et le -12- deuxième fluide frigorigène sont formés par un fluide de la liste suivante : - éthanol, - eau glycolée.According to an additional aspect of the present invention, the Rankine loop comprises: - a first pump, - a first bi-fluid exchanger adapted to be connected to a cooling circuit of the engine via a pipe in which a second coolant circulates, 10 - a turbine, - a second bi-fluid exchanger, said cooling exchanger. According to another aspect of the present invention, the air-conditioning loop comprises: a compressor, a condenser placed downstream of the compressor, an expander placed downstream of the condenser, an evaporator placed downstream of the expander. According to a further aspect of the present invention, the fluid circulation loop comprises a second pump, a radiator provided with a fan, said fluid circulation loop being connected to the air conditioning loop via the condenser and to the Rankine loop. via the second bi-fluid exchanger. According to an additional aspect of the present invention, the Rankine loop also comprises a subcooling exchanger placed downstream of the second bi-fluid exchanger and connected to the fluid circulation loop. The subcooling exchanger ensures that the second refrigerant fluid is in the liquid phase at the inlet of the first pump. According to a further aspect of the present invention, the fluid circulation loop also comprises a three-way connector disposed downstream of the radiator and connected on the one hand to the condenser and on the other hand to the sub-5 heat exchanger. cooling. The three-way connector modulates the flow to the condenser as needed. According to another aspect of the present invention, the processing means are also configured to perform the following steps: determining the net power produced by the Rankine loop, the net power consumed by the thermal management circuit, and comparing the net power. generated by the Rankine loop, the net power consumed by the thermal management circuit and the pressure at the outlet of the condenser at predetermined thresholds and, - decide on the start or stop of the Rankine loop according to the results of the comparison step. According to an additional aspect of the present invention, the processing means are also configured to determine operating points of the thermal management circuit as a function of one or more setpoint commands. According to a further aspect of the present invention, an operating point comprises the power of the first pump, the power of the compressor and the rotational speed of the radiator fan and wherein the processing means is configured to drive the power of the first pump, the power of the compressor and the rotation speed of the radiator fan. According to another additional aspect of the present invention, the first and the second refrigerant are formed by a fluid of the following list: ethanol, brine.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple et sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente un schéma d'un circuit de gestion thermique selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 2 représente un schéma des contrôleurs, de la boucle Rankine et la boucle de climatisation et des moyens de communication entre ces différents éléments selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 3 représente un schéma des étapes générales du procédé de pilotage du circuit de gestion thermique ; la figure 4 représente un schéma des sous-étapes de l'estimation de la puissance produite par la boucle Rankine, la figure 5 représente un schéma des sous-étapes de la détermination de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine selon un premier mode de réalisation, la figure 6 représente un schéma des sous-étapes de la détermination de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine selon un deuxième mode de réalisation, la figure 7 représente un schéma des sous-étapes de la détermination de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine selon un troisième mode de réalisation, la figure 8 représente un schéma des sous-étapes de la détermination de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine selon un quatrième mode de réalisation, -13- La figure 9 représente les étapes suivant la mise en fonctionnement de la boucle Rankine, la figure 10 représente un schéma des différentes fonctions réalisées par le contrôleur général lors du procédé de pilotage du circuit de gestion thermique selon un premier mode de réalisation ; la figure 11 représente un schéma des différentes fonctions réalisées par le premier contrôleur de la boucle Rankine lors du procédé de pilotage du circuit de gestion thermique selon un premier mode de réalisation ; Sur toutes les figures, les mêmes éléments portent les mêmes numéros de référence. Dans la présente description, on entend par « placé en amont ou avant » qu'un élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation du fluide dans le 15 circuit. A contrario, on entend par « placé en aval ou après » qu'un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation du fluide dans le circuit. La figure 1 montre un circuit de gestion thermique 1 d'un véhicule automobile comprenant une boucle à cycle de Rankine 3 dite boucle Rankine dans laquelle circule 20 un premier fluide frigorigène, une boucle de climatisation 5 dans laquelle circule un deuxième fluide frigorigène et une boucle de circulation de fluide 27 dans laquelle circule un premier fluide caloporteur. La boucle Rankine 3 comprend une première pompe 7 qui fait circuler le premier fluide frigorigène, par exemple de l'éthanol ou de l'eau glycolée, vers un premier échangeur bi-fluide 9 qui se comporte comme un 25 évaporateur et est alimenté par une canalisation 11 dans laquelle circule un deuxième fluide caloporteur, par exemple l'eau de refroidissement du moteur ou les gaz d'échappement du moteur. La chaleur du deuxième fluide caloporteur est transmise au premier fluide frigorigène de la boucle Rankine 3 qui est alors vaporisé en gaz. Le premier fluide frigorigène sous forme gazeuse est ensuite transmis à une turbine 13 30 située en aval du premier échangeur bi-fluide 9. Le passage du premier fluide -14- frigorigène alors sous forme de gaz comprimé à travers la turbine 13 permet de produire de l'électricité. Le premier fluide frigorigène est ensuite transmis à un deuxième échangeur bi-fluide 15 dit échangeur de refroidissement, situé en aval de la turbine 13, qui se comporte comme un condenseur dans lequel le premier fluide frigorigène sous 5 forme de gaz est refroidi et condensé au moins partiellement. Cependant, la condensation peut ne pas être totale de sorte que le premier fluide frigorigène peut se trouver sous forme de fluide diphasique dont une partie est sous forme gazeuse et l'autre partie est sous forme liquide à la sortie du deuxième échangeur bi-fluide 15. Pour éviter la présence de gaz, un échangeur de sous-refroidissement 17 peut être ajouté à la boucle 10 Rankine 3 en aval du deuxième échangeur bi-fluide 15 et en amont de la première pompe 7. La boucle de climatisation 5 comprend un compresseur 19 configure pour faire circuler le deuxième fluide frigorigène, par exemple un mélange d'eau et de glycol ou du dioxyde de carbone (CO2) ou un réfrigérant chimique tel que le 1,1,1,2- 15 tétrafluoroéthane (R-134a) ou le 2,3,3,3-tétrafluoropropène (R-1234yf), dans la boucle de climatisation 5. La boucle de climatisation 5 comprend également un condenseur 21 placé en aval du compresseur 19 dans lequel le deuxième fluide frigorigène passe d'un état gazeux à un état liquide. Le deuxième fluide frigorigène sous forme liquide est ensuite détendu au niveau d'un détendeur 23 placé en aval du condenseur 21. Dans un 20 évaporateur 25 placé en aval du détendeur 23, le deuxième fluide frigorigène passe d'un état liquide à un état gazeux. L'évaporateur 25 est placé dans un flux d'air dirigé vers l'habitacle du véhicule. L'énergie nécessaire au changement de phase, passage de la phase liquide à la phase gazeuse, est captée sur le flux d'air qui est alors refroidi ce qui permet de produire de l'air frais à destination de l'habitacle du véhicule. 25 Le circuit de gestion thermique 1 comprend également une boucle 27 de circulation d'un premier fluide caloporteur, par exemple de l'eau glycolée, reliée au deuxième échangeur bi-fluide 15 de la boucle Rankine 3 et au condenseur 21 de la boucle de climatisation 5 ainsi que, le cas échéant, à l'échangeur de sous-refroidissement 17. La boucle de circulation de fluide 27 comprend une deuxième 30 pompe 29, dite pompe de circulation, configurée pour faire circuler le premier fluide -15- caloporteur dans la boucle de circulation de fluide 27 et un radiateur 31 placé généralement en face avant du véhicule et comprenant par exemple un ventilateur destiné à réguler la vitesse de circulation de l'air extérieur à travers le radiateur 31, le radiateur 31 permettant de refroidir le premier fluide caloporteur. La boucle de 5 circulation de fluide 27 comprend également un connecteur 33 à trois voies placée en aval du radiateur 31 et configurée pour moduler la répartition du deuxième fluide caloporteur issue du radiateur 31 vers le condenseur 21 et vers l'échangeur de sous-refroidissement 17 (les trois voies étant toujours ouvertes, seule la répartition vers l'une ou l'autre des voies changeant). Le premier fluide caloporteur issu du deuxième 10 condenseur 21 et du sous-refroidisseur 17 étant ensuite redirigé vers le deuxième échangeur bi-fluide 15 puis vers le radiateur 31 via la deuxième pompe 29. Il est à noter que la présente invention ne se limite pas à la configuration du circuit de gestion thermique 1 présenté à partir de la figure 1 mais s'étend aux autres configurations comprenant une boucle de Rankine 3 et une boucle de climatisation 5 15 ainsi qu'une boucle de circulation de fluide 27 comprenant un radiateur et reliée à un élément de la boucle Rankine 3 et de la boucle de climatisation 5. Par exemple, le circuit de gestion thermique 1 peut ne pas comporter de sous-refroidisseur 17 ou le premier échangeur bi-fluide 15 et le condenseur 21 peuvent être regroupés dans un élément unique ou tout autre configuration connue de l'homme du métier. 20 Le circuit de gestion thermique 1 comprend également des moyens de mesure configurés pour mesurer un ou plusieurs paramètres du circuit 1, en particulier la température et la pression, des différents fluides du circuit 1 à différents emplacements du circuit 1. En particulier, un capteur de température 35 pour mesurer la température Tcar, du deuxième fluide caloporteur dans la canalisation 11 à l'entrée du premier 25 échangeur bi-fluide 9. Au niveau de la boucle Rankine 3, un capteur de température 37 et un capteur de pression 39 du premier fluide frigorigène sont également placés à la sortie du premier échangeur bi-fluide 9 pour mesurer T1 et Pi et un capteur de température 41 et un capteur de pression 43 du premier fluide frigorigène sont également placés à la sortie de l'échangeur de sous-refroidissement 17 pour 30 mesurer T2 et P2. -16- Un capteur de température 46 est également placé au niveau du radiateur 31 pour mesurer la température extérieure Te't de l'air extérieur. Concernant la boucle de circulation de fluide 27, un capteur de température 45 est placé à l'entrée du condenseur 21 pour mesurer la température Tcond in du premier 5 fluide caloporteur. Concernant la boucle de climatisation 5, un capteur de pression 47 est placé à la sortie du condenseur 21 pour mesurer la pression P3 du deuxième fluide frigorigène. D'autres capteurs peuvent également être ajoutés à différents emplacements du circuit de gestion thermique 1. 10 De plus, le circuit de gestion thermique 1 comprend aussi un ou plusieurs contrôleurs comprenant des moyens de traitement configurés pour récupérer et traiter les mesures des différents capteurs, ce qui permet de connaître la valeur de différents paramètres et donc l'état du circuit de gestion thermique 1. Les contrôleurs sont également configurés pour estimer ou évaluer les différents points de fonctionnement du 15 système à partir du ou des paramètres mesurés et d'une ou plusieurs commandes envoyées aux différents éléments pilotables du circuit de gestion thermique 1. Ces éléments pilotables sont essentiellement la première pompe 7, le compresseur 19 et le ventilateur du radiateur 31 lorsqu'il y en a un, auxquels peuvent s'ajouter la deuxième pompe 29 et la vanne 33. Ainsi, les contrôleurs sont configurés pour déterminer 20 l'influence d'une modification d'une ou plusieurs des commandes d'au moins un des éléments pilotables et également pour déterminer la ou les commandes à appliquer à ces éléments pilotables pour obtenir le point de fonctionnement désiré du circuit de gestion thermique 1 en fonction du ou des paramètres mesurés. Un point de fonctionnement décrivant la configuration des différents éléments et les différentes températures et 25 pressions des différents fluides du circuit de gestion thermique 1. De plus, il est à noter que la détermination des points de fonctionnement du circuit de fluide 1 permettant de respecter la ou les commandes de consigne de l'utilisateur peut comprendre la prise en compte de seuils d'utilisation. En effet, des seuils d'utilisation maximums peuvent être définis par exemple par un contrôleur pour 30 indiquer l'étendue de la plage d'utilisation d'un élément. Par exemple, une puissance -17- maximale peut être définie pour la première pompe 7 ou une vitesse de rotation maximale peut être définie pour le ventilateur du radiateur 31. Dans le cas présent, on considère trois contrôleurs comme représenté sur la figure 2, un premier contrôleur 49 de la boucle Rankine 3, un deuxième contrôleur 51 5 de la boucle de climatisation 5 et du circuit de fluide 27 et un contrôleur général 53 du moteur ou du véhicule. L'utilisation de trois contrôleurs associés respectivement à la boucle Rankine 3, à la boucle de climatisation 5 et au contrôle global du véhicule permet une plus grande flexibilité pour faire des modifications sur les contrôleurs et procure une modularité supérieure à un contrôleur unique. Il est ainsi plus facile de faire 10 évoluer les différentes applications dédiées aux différents contrôleurs. Le premier contrôleur 49 peut échanger des signaux avec la boucle Rankine 3 via des moyens de communication 55, ce qui permet au premier contrôleur 49 de récupérer les mesures issues des capteurs de la boucle Rankine 3 et d'envoyer la ou les commandes aux éléments pilotables de la boucle Rankine 3. 15 Le deuxième contrôleur 51 peut échanger des signaux avec la boucle de climatisation 5 et la boucle de circulation de fluide 27 via des moyens de communication 57, ce qui permet au deuxième contrôleur 51 de récupérer les mesures issues des capteurs de la boucle de climatisation 5 et de la boucle de circulation de fluide 27 et d'envoyer la ou les commandes aux éléments pilotables de la boucle de 20 climatisation 5 et de la boucle de circulation de fluide 27. Les contrôleurs 49 et 51 peuvent échanger des signaux entre eux via des moyens de communication 59. Les contrôleurs 49 et 53 peuvent échanger des signaux entre eux via des moyens de communication 61. 25 Les contrôleurs 51 et 53 peuvent échanger des signaux entre eux via des moyens de communication 63. Les moyens de communication 59, 61, 63 comprennent par exemple des câbles reliant les contrôleurs ou des moyens d'émission et de réception d'ondes électromagnétiques. Les signaux échangés entre le premier 49 et le deuxième 51 contrôleurs concernent les 30 états de fonctionnement de la boucle Rankine 3 et de la boucle de climatisation 5 -18- échangés entre les deux contrôleurs 49 et 51. Les signaux envoyés par le contrôleur général vers respectivement le premier contrôleur 49 et le deuxième contrôleur 51 sont des signaux de commande pour activer la boucle Rankine 3 ou indiquer la puissance à produire par la turbine 13 ou à consommer pour le compresseur 19 ou une combinaison de ces commandes. Les signaux transmis par le premier contrôleur 49 vers le contrôleur général 53 concernent l'état de fonctionnement de la boucle Rankine 3 comme par exemple une estimation de la puissance pouvant être produite par la turbine 13, un dysfonctionnement de la boucle Rankine 3... ou une combinaison de ces informations. Les signaux transmis par le deuxième contrôleur 51 vers le contrôleur général 53 10 concernent l'état de fonctionnement de la boucle de climatisation 5, un dysfonctionnement de la boucle de climatisation 5. ..ou une combinaison de ces informations. Il est à noter que la présente invention ne se limite pas à une configuration à trois contrôleurs. En effet, les fonctions des trois contrôleurs 49, 51 et 53 peuvent être 15 regroupées dans un unique contrôleur ou n'importe quel nombre de contrôleurs permettant de réaliser les fonctions des trois contrôleurs décrits précédemment. Ainsi, les mesures réalisées par les différents capteurs du circuit de gestion thermique 1 sont récupérées par les moyens de traitement des différents contrôleurs et 20 permettent aux contrôleurs de connaître en temps réel l'état du circuit de gestion thermique 1 et de déterminer si cet état est apte à atteindre la ou les commandes de consignes de l'utilisateur et à optimiser la consommation énergétique du véhicule. L'une des problématiques pour les contrôleurs est donc de décider de l'activation 25 ou non de la boucle Rankine 3. En effet, la boucle Rankine 3 est utilisée pour produire de l'énergie électrique à partir de l'énergie calorifique dissipée par le moteur. Cependant, suivant les différentes conditions de fonctionnement (état de fonctionnement du moteur, état de fonctionnement de la boucle de climatisation ainsi que des conditions extérieures), l'activation de la boucle Rankine 3 peut ne pas être rentable si l'énergie 30 apporté par la turbine 13 ne compense pas ou compense tout juste l'énergie consommée -19- par la première pompe 7. De plus, l'activation de la boucle Rankine 3 peut avoir des effets sur la température du premier fluide caloporteur de la boucle de circulation de fluide 27 et donc sur le fonctionnement du condenseur 21 de sorte que ces paramètres doivent aussi être pris en compte dans la décision d'activer la boucle Rankine 3 si l'on veut optimiser le fonctionnement global du circuit de gestion thermique 1. Différents mode de réalisation plus ou moins complexe et prenant en compte plus ou moins de paramètres vont donc être décrits dans la suite de la description. Pour pouvoir décider de la rentabilité de la boucle de Rankine 3, il convient de pouvoir estimer la puissance produite par la turbine 13 de la boucle Rankine 3.Other features and advantages of the invention will emerge from the following description, given by way of example and without limitation, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 represents a diagram of a thermal management circuit according to a embodiment of the present invention; FIG. 2 represents a diagram of the controllers, of the Rankine loop and the air conditioning loop and means of communication between these various elements according to one embodiment of the present invention; FIG. 3 represents a diagram of the general steps of the control method of the thermal management circuit; FIG. 4 represents a diagram of the substeps of the estimation of the power produced by the Rankine loop, FIG. 5 represents a diagram of the substeps of the determination of the operation or the stopping of the Rankine loop. according to a first embodiment, FIG. 6 represents a diagram of the substeps of the determination of the operation or the stopping of the Rankine loop according to a second embodiment, FIG. steps of determining the operation or stopping of the Rankine loop according to a third embodiment, FIG. 8 represents a diagram of the substeps of the determination of the start-up or shutdown of the Rankine loop according to a fourth embodiment, FIG. 9 represents the steps following the operation of the Rankine loop, FIG. 10 represents a diagram of the various functions performed. es by the general controller when the control method of the thermal management system according to a first embodiment; FIG. 11 represents a diagram of the different functions performed by the first controller of the Rankine loop during the control method of the thermal management circuit according to a first embodiment; In all the figures, the same elements bear the same reference numbers. In the present description, the term "placed upstream or forward" means that one element is placed before another relative to the direction of circulation of the fluid in the circuit. Conversely, by "placed downstream or after" one element is placed after another in relation to the direction of circulation of the fluid in the circuit. FIG. 1 shows a thermal management circuit 1 of a motor vehicle comprising a Rankine loop 3 called Rankine loop in which a first refrigerant circulates, an air conditioning loop 5 in which a second refrigerant circulates and a loop fluid circulation 27 in which circulates a first coolant. The Rankine loop 3 comprises a first pump 7 which circulates the first refrigerant, for example ethanol or glycol water, to a first bi-fluid exchanger 9 which behaves like an evaporator and is powered by a pipe 11 in which circulates a second coolant, for example the cooling water of the engine or the exhaust gas from the engine. The heat of the second heat transfer fluid is transmitted to the first refrigerant of the Rankine loop 3 which is then vaporized into gas. The first refrigerant in gaseous form is then passed to a turbine 13 located downstream of the first bi-fluid exchanger 9. The passage of the first refrigerant fluid then in the form of compressed gas through the turbine 13 makes it possible to produce electricity. The first refrigerant is then passed to a second bi-fluid exchanger 15, called a cooling exchanger, situated downstream of the turbine 13, which behaves as a condenser in which the first refrigerant in the form of gas is cooled and condensed at less partially. However, the condensation may not be complete so that the first refrigerant may be in the form of two-phase fluid, part of which is in gaseous form and the other portion in liquid form at the outlet of the second bi-fluid exchanger 15 To avoid the presence of gas, a subcooling exchanger 17 may be added to the Rankine loop 3 downstream of the second bi-fluid exchanger 15 and upstream of the first pump 7. The air conditioning loop 5 comprises a compressor 19 configured to circulate the second refrigerant, for example a mixture of water and glycol or carbon dioxide (CO2) or a chemical refrigerant such as 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R-134a) or 2,3,3,3-tetrafluoropropene (R-1234yf), in the air conditioning loop 5. The air conditioning loop 5 also comprises a condenser 21 placed downstream of the compressor 19 in which the second refrigerant passes from a gaseous state x in a liquid state. The second refrigerant in liquid form is then expanded at a pressure reducer 23 placed downstream of the condenser 21. In an evaporator 25 placed downstream of the expander 23, the second refrigerant passes from a liquid state to a gaseous state. . The evaporator 25 is placed in a stream of air directed towards the passenger compartment of the vehicle. The energy required for phase change, from the liquid phase to the gaseous phase, is captured on the air flow which is then cooled, which produces fresh air for the passenger compartment of the vehicle. The thermal management circuit 1 also comprises a loop 27 for circulating a first heat transfer fluid, for example brine, connected to the second bi-fluid exchanger 15 of the Rankine loop 3 and to the condenser 21 of the control loop. The fluid circulation loop 27 includes a second pump 29, called a circulation pump, configured to circulate the first coolant fluid in the coolant heat exchanger 5 and, if applicable, the subcooling heat exchanger. the fluid circulation loop 27 and a radiator 31 placed generally on the front face of the vehicle and comprising for example a fan for regulating the rate of circulation of the outside air through the radiator 31, the radiator 31 for cooling the first coolant. The fluid circulation loop 27 also comprises a three-way connector 33 placed downstream of the radiator 31 and configured to modulate the distribution of the second heat transfer fluid from the radiator 31 to the condenser 21 and to the subcooling exchanger 17 (the three channels are always open, only the distribution towards one or other of the changing channels). The first heat transfer fluid from the second condenser 21 and the subcooler 17 is then redirected to the second bi-fluid exchanger 15 and then to the radiator 31 via the second pump 29. It should be noted that the present invention is not limited to to the configuration of the thermal management circuit 1 presented from Figure 1 but extends to other configurations comprising a Rankine loop 3 and an air conditioning loop 5 15 and a fluid circulation loop 27 comprising a radiator and connected to an element of the Rankine loop 3 and the air conditioning loop 5. For example, the thermal management circuit 1 may not include subcooler 17 or the first bi-fluid exchanger 15 and the condenser 21 may be grouped together in a single element or any other configuration known to those skilled in the art. The thermal management circuit 1 also comprises measurement means configured to measure one or more parameters of the circuit 1, in particular the temperature and the pressure, of the different fluids of the circuit 1 at different locations of the circuit 1. In particular, a sensor of temperature 35 for measuring the temperature Tcar, of the second heat transfer fluid in the pipe 11 at the inlet of the first bi-fluid exchanger 9. At the level of the Rankine loop 3, a temperature sensor 37 and a pressure sensor 39 of the first refrigerant are also placed at the outlet of the first bi-fluid exchanger 9 to measure T1 and Pi and a temperature sensor 41 and a pressure sensor 43 of the first refrigerant are also placed at the outlet of the exchanger of sub- cooling 17 to measure T2 and P2. A temperature sensor 46 is also placed at the level of the radiator 31 for measuring the outside temperature Te't of the outside air. Concerning the fluid circulation loop 27, a temperature sensor 45 is placed at the inlet of the condenser 21 to measure the temperature Tcond in the first heat transfer fluid. Concerning the air conditioning loop 5, a pressure sensor 47 is placed at the outlet of the condenser 21 to measure the pressure P3 of the second refrigerant. Other sensors may also be added at different locations of the thermal management circuit 1. In addition, the thermal management circuit 1 also comprises one or more controllers comprising processing means configured to retrieve and process the measurements of the different sensors, This makes it possible to know the value of various parameters and therefore the state of the thermal management circuit 1. The controllers are also configured to estimate or evaluate the different operating points of the system from the measured parameter (s) and from a or several commands sent to the different controllable elements of the thermal management circuit 1. These controllable elements are essentially the first pump 7, the compressor 19 and the radiator fan 31 when there is one, to which may be added the second pump 29 and the valve 33. Thus, the controllers are configured to determine the influence of a modifying one or more of the commands of at least one of the controllable elements and also to determine the command or commands to be applied to these controllable elements to obtain the desired operating point of the thermal management circuit 1 as a function of the parameter or parameters measures. An operating point describing the configuration of the different elements and the different temperatures and pressures of the different fluids of the thermal management circuit 1. In addition, it should be noted that the determination of the operating points of the fluid circuit 1 to respect the or the commands of the user can include the consideration of thresholds of use. Indeed, maximum utilization thresholds may be defined for example by a controller to indicate the extent of the range of use of an element. For example, a maximum power can be set for the first pump 7 or a maximum rotational speed can be set for the radiator fan 31. In this case, three controllers are considered as shown in FIG. first controller 49 of the Rankine loop 3, a second controller 51 5 of the air conditioning loop 5 and the fluid circuit 27 and a general controller 53 of the engine or vehicle. The use of three controllers associated respectively with the Rankine loop 3, the air conditioning loop 5 and the overall control of the vehicle allows greater flexibility to make changes on the controllers and provides greater modularity than a single controller. It is thus easier to make the different applications dedicated to the various controllers evolve. The first controller 49 can exchange signals with the Rankine loop 3 via communication means 55, which enables the first controller 49 to retrieve the measurements from the sensors of the Rankine loop 3 and to send the command or commands to the controllable elements. The second controller 51 can exchange signals with the air conditioning loop 5 and the fluid circulation loop 27 via communication means 57, which enables the second controller 51 to recover the measurements from the sensors. of the air conditioning loop 5 and the fluid circulation loop 27 and to send the control or commands to the controllable elements of the air conditioning loop 5 and the fluid circulation loop 27. The controllers 49 and 51 can exchange signals between them via communication means 59. The controllers 49 and 53 can exchange signals with each other via communication means 61. 51 and 53 can exchange signals with each other via communication means 63. The communication means 59, 61, 63 comprise, for example, cables connecting the controllers or means for transmitting and receiving electromagnetic waves. The signals exchanged between the first 49 and the second 51 controllers relate to the operating states of the Rankine loop 3 and the air conditioning loop exchanged between the two controllers 49 and 51. The signals sent by the general controller to respectively the first controller 49 and the second controller 51 are control signals to activate the Rankine loop 3 or indicate the power to be produced by the turbine 13 or to consume for the compressor 19 or a combination of these commands. The signals transmitted by the first controller 49 to the general controller 53 relate to the operating state of the Rankine loop 3 such as for example an estimate of the power that can be produced by the turbine 13, a malfunction of the Rankine loop 3 ... or a combination of this information. The signals transmitted by the second controller 51 to the general controller 53 10 relate to the operating state of the air conditioning loop 5, a malfunction of the air conditioning loop 5. .. or a combination of this information. It should be noted that the present invention is not limited to a three controller configuration. Indeed, the functions of the three controllers 49, 51 and 53 can be grouped together in a single controller or any number of controllers making it possible to perform the functions of the three controllers described above. Thus, the measurements made by the various sensors of the thermal management circuit 1 are recovered by the processing means of the different controllers and enable the controllers to know in real time the state of the thermal management circuit 1 and to determine whether this state is able to reach the command or commands of the user and to optimize the energy consumption of the vehicle. One of the problems for the controllers is therefore to decide whether to activate the Rankine 3 loop. Indeed, the Rankine loop 3 is used to produce electrical energy from the heat energy dissipated by engine. However, depending on the different operating conditions (engine operating state, operating condition of the air conditioning loop as well as external conditions), the activation of the Rankine loop 3 may not be profitable if the energy supplied by the turbine 13 does not compensate for or just compensate for the energy consumed by the first pump 7. In addition, the activation of the Rankine loop 3 can have effects on the temperature of the first heat transfer fluid of the circulation loop. fluid 27 and therefore the operation of the condenser 21 so that these parameters must also be taken into account in the decision to activate the Rankine loop 3 if we want to optimize the overall operation of the thermal management circuit 1. Different mode more or less complex embodiment and taking into account more or fewer parameters will therefore be described in the following description. In order to be able to decide on the profitability of the Rankine 3 loop, it is necessary to be able to estimate the power produced by the turbine 13 of the Rankine 3 loop.
Cette estimation est, par exemple, réalisée par le premier contrôleur 49 à partir des différentes mesures et paramètres récupérés. Le procédé de pilotage du circuit de gestion thermique 1 peut donc être résumé par les étapes générales de la figure 3 dans laquelle : La première étape 1001 correspond aux mesures des paramètres du circuit de gestion thermique par les différents capteurs décrits précédemment. La deuxième étape 1002 correspond à l'estimation de la puissance produite par la boucle Rankine 3, c'est-à-dire la puissance Wt', produite par la turbine 13 ou la puissance nette Wrank produite par la boucle Rankine 3. La troisième étape 1003 correspondant à la détermination de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine 3 en fonction de la puissance estimée à l'étape 1002. La deuxième étape 1002 concernant l'estimation de la puissance produite par la turbine 13 va maintenant être décrite plus en détails à partir de la figure 4 : La puissance Wt', produite par la turbine 13 peut être exprimée par l'équation (1) : Wtur aWis - b Ntur (1) avec a et b des coefficients qui sont fonctions du premier fluide frigorigène et de la turbine 13. Plus particulièrement, le coefficient a dépend du rendement mécanique de la 30 turbine pour le fluide réfrigérant utilisé. Le coefficient a est, par exemple, compris entre -20- 0,5 à 0,85. Le coefficient b dépend de la vitesse de la turbine 13 et est, par exemple, compris entre 0,01 et 0,03. Les valeurs des coefficients a et b dépendent également de Wis la puissance isentropique et Ntur la vitesse de rotation de la turbine 13.This estimate is, for example, performed by the first controller 49 from the various measurements and parameters recovered. The control method of the thermal management circuit 1 can therefore be summarized by the general steps of FIG. 3 in which: The first step 1001 corresponds to the measurements of the parameters of the thermal management circuit by the various sensors described previously. The second step 1002 corresponds to the estimate of the power produced by the Rankine loop 3, that is to say the power Wt ', produced by the turbine 13 or the net power Wrank produced by the Rankine loop 3. The third step 1003 corresponding to the determination of the start-up or shutdown of the Rankine loop 3 as a function of the power estimated at step 1002. The second step 1002 concerning the estimation of the power produced by the turbine 13 goes now be described in more detail from Figure 4: The power Wt ', produced by the turbine 13 can be expressed by the equation (1): Wtur aWis - b Ntur (1) with a and b coefficients that are Functions of the first refrigerant and the turbine 13. More particularly, the coefficient a depends on the mechanical efficiency of the turbine for the refrigerant used. The coefficient a is, for example, between -0.5 to 0.85. The coefficient b depends on the speed of the turbine 13 and is, for example, between 0.01 and 0.03. The values of the coefficients a and b also depend on Wis the isentropic power and Ntur the speed of rotation of the turbine 13.
La puissance isentropique est définie par l'équation (2) : = m Mis (2) avec m le débit massique (en Kg/s) du premier fluide frigorigène et Ans l'enthalpie isentropique (en J/Kg). Ainsi, l'étape 1002 comprend trois sous-étapes : -une étape 1002_a d'estimation du débit massique m du premier fluide frigorigène, - une étape 1002_b d'estimation de l'enthalpie isentropique AH et, - une étape 1002_c de calcul de la puissance isentropique \Vis à partir de l'équation (2) - une étape 1002_d de calcul de la puissance Wtur de la turbine à partir de l'équation (1) Le débit massique peut être estimé par différentes méthodes : a) la première méthode consiste à utiliser la vitesse de rotation de la turbine Ntur lorsque celle-ci est connue, le débit massique peut alors être exprimé par l'équation (3) : liturRo (131,7.1) Vtur Ntur m= (3) 60 avec km le rendement volumétrique de la turbine 13 pour le premier fluide frigorigène, Rei, Ti) la densité du premier fluide frigorigène à l'entrée de la turbine 13 (fonction de la température T1 et de la pression Pi à l'entrée de la turbine 13) et Vtur le volume (en m3) de la turbine 13.The isentropic power is defined by the equation (2): = m (2) with m the mass flow (in Kg / s) of the first refrigerant and Ans the isentropic enthalpy (in J / Kg). Thus, step 1002 comprises three sub-steps: a step 1002_a for estimating the mass flow rate m of the first refrigerant, a step 1002_b for estimating the isentropic enthalpy AH, and a step 1002_c for calculating the the isentropic power \ Vis from equation (2) - a step 1002_d of calculation of the power Wtur of the turbine from equation (1) The mass flow can be estimated by different methods: a) the first one method consists in using the speed of rotation of the turbine Ntur when it is known, the mass flow can then be expressed by the equation (3): liturRo (131,7.1) Vtur Ntur m = (3) 60 with km the volumetric efficiency of the turbine 13 for the first refrigerant, Rei, Ti) the density of the first refrigerant at the inlet of the turbine 13 (function of the temperature T1 and the pressure Pi at the inlet of the turbine 13 ) and Vtur the volume (in m3) of the turbine 13.
Cette première méthode nécessite les sous-étapes suivantes : - une étape 1002 al d'estimation de la densité Ro du premier fluide frigorigène à l'entrée de la turbine 13, - une étape 1002 a2 d'estimation du débit massique à partir de l'équation (3). -21- b) la deuxième méthode consiste à utiliser les propriétés du premier évaporateur 9: W eva 111- A LI H eva (4) avec W'a la puissance du premier échangeur bi-fluide 9 (en W) et AH'a la différence d'enthalpie entre l'entrée et la sortie du premier échangeur bi-fluide 9 : H'a=H(P,,T,)-11(P,,T2) avec T2 et Pi la température et la pression du premier fluide frigorigène à l'entrée du 10 premier échangeur bi-fluide 9. Cette deuxième méthode nécessite les sous-étapes suivantes : - une étape 1002 a3 de détermination de la puissance W'a du premier échangeur bifluide 9 à partir de la température T.. du deuxième fluide caloporteur dans la 15 canalisation 11 à l'entrée du premier échangeur bi-fluide 9, de la température de saturation Tsatw du premier fluide frigorigène à la pression Pi de la sortie du premier échangeur bi-fluide 9 et des propriétés du premier fluide frigorigène et du premier échangeur bi-fluide (9), - une étape 1002 a4 de détermination de la différence d'enthalpie AHeva entre l'entrée et 20 la sortie du premier échangeur bi-fluide 9 en fonction en fonction des températures T2, T1 et pression P1 à l'entrée et à la sortie du premier échangeur bi-fluide 9. - une étape 1002 a5 de calcul du débit massique m à partir de l'équation (4) c)la troisième méthode consiste à utiliser les propriétés du deuxième échangeur 25 bi-fluide 15 : Wcond H cond (5) -22- avec W - cond la puissance du deuxième échangeur bi-fluide 15 (en W) et Allcond la différence d'enthalpie entre l'entrée et la sortie du deuxième échangeur bi-fluide 15 : A H0= H (132, T condin) H(132,T2) (6) avec Tcond n la température estimée à l'entrée du deuxième échangeur bi-fluide 15, cette température peut être estimée avec l'équation (7) ci-dessous : (T1+ 273,15) - 273,15+ X T condin- urn- 11 ni avec x un décalage (optionnel), n un coefficient adiabatique lié au premier fluide 10 frigorigène et T le taux de compression du premier fluide frigorigène. Alternativement, un capteur de température peut être placé à l'entrée du premier condenseur 15. Cette troisième méthode nécessite les sous-étapes suivantes : 15 - une étape 1002 a6 de détermination de la puissance W - cond du deuxième échangeur bifluide 15 à partir de la température de saturation Tsat w du premier fluide frigorigène à la pression P2 à la sortie du deuxième échangeur bi-fluide 15 et des propriétés du premier fluide frigorigène et du deuxième échangeur bi-fluide 15, - une étape 1002 a7 de détermination de la différence d'enthalpie Ailcond entre l'entrée et 20 la sortie du deuxième échangeur bi-fluide 15 en fonction des températures (Tconchn, T2) et pression (P2) à l'entrée et à la sortie du deuxième échangeur bi-fluide (15). - une étape 1002 a8 de calcul du débit massique m à partir de l'équation (5) d) la quatrième méthode consiste à utiliser les propriétés de la première pompe 7 lipRo (P2,T2)V p 25 m= (8) 60 avec 1.1p le rendement volumétrique de la turbine 13 pour le premier fluide frigorigène, Ro(P2, T2) la densité du premier fluide frigorigène à l'entrée de la première pompe 7 (fonction de la pression P2 et de la température T2 à l'entrée de la première pompe 7), Vp (7) -23 - le volume de la première pompe 7 (en m3) et Np la vitesse de rotation de la première pompe 7 (en tour/min). Cette quatrième méthode nécessite les étapes suivantes : - une étape 1002 a9 d'estimation de la densité Ro du premier fluide frigorigène à l'entrée de la première pompe 7, - une étape 1002 a10 d'estimation du débit massique à partir de l'équation (8). Le choix de l'un des quatre méthodes présentées précédemment dépend essentiellement 10 des paramètres à disposition. En effet, la première et la quatrième méthode sont plus simples à réaliser mais nécessitent de connaître respectivement la vitesse de rotation Ntur de la turbine 13 et la vitesse de rotation Np de la première pompe 7. Concernant l'étape 1002b, l'enthalpie isentropique An de l'équation (2) peut 15 être déterminée à partir de l'équation (9) : A 14= H (131,T ,)- H (P, ont) (9) avec Ttur out la température à la sortie de la turbine 13, cette température correspondant à la température Tond à l'entrée du deuxième échangeur bi-fluide 15. 20 Ainsi, la détermination du débit massique m et de l'enthalpie isentropique AHL aux étapes 1002_a et 1002_b permettent de calculer Wis à partir de l'équation (2) dans une étape 1002_c. La puissance Wpir produite par la turbine 13 est alors déduite de l'équation (1) 25 dans une étape 1002d. Concernant la vitesse de rotation de la turbine Nb, de l'équation (1), elle peut soit être déterminée ou mesurée ou être estimée à partir de la température et de la pression à l'entrée et à la sortie de la turbine 13. Ainsi, suivant les paramètres disponibles, les moyens de traitement des 30 contrôleurs, comme par exemple le premier contrôleur 49, sont configurés pour utiliser -24- une des méthodes décrites précédemment pour estimer la puissance Wtur produite par la turbine 13. Cette puissance estimée est ensuite utilisée dans l'étape 1003 pour déterminer si la boucle Rankine 3 doit être mise en fonctionnement ou arrêter.This first method requires the following substeps: a step 1002 al of estimating the density Ro of the first refrigerant at the inlet of the turbine 13, a step 1002 a2 of estimating the mass flow from the equation (3). B) the second method consists in using the properties of the first evaporator 9: W eva 111-A LI H eva (4) with W'a the power of the first bi-fluid exchanger 9 (in W) and AH'a the difference in enthalpy between the inlet and the outlet of the first bi-fluid exchanger 9: H'a = H (P ,, T,) - 11 (P ,, T2) with T2 and Pi the temperature and the pressure of the first refrigerant at the inlet of the first bi-fluid exchanger 9. This second method requires the following substeps: a step 1002 a3 of determining the power W'a of the first bifluid exchanger 9 from the temperature T .. of the second heat transfer fluid in the pipe 11 at the inlet of the first bi-fluid exchanger 9, the saturation temperature Tsatw of the first refrigerant at the pressure Pi of the outlet of the first bi-fluid exchanger 9 and the properties of the first refrigerant and the first bi-fluid exchanger (9), a step 1002 a4 for determining the a difference in enthalpy AHeva between the inlet and the outlet of the first bi-fluid exchanger 9 as a function of the temperatures T2, T1 and pressure P1 at the inlet and at the outlet of the first bi-fluid exchanger 9. a step 1002 a5 for calculating the mass flow m from equation (4) c) the third method consists in using the properties of the second bi-fluid exchanger 15: Wcond H cond (5) with W - the power of the second bi-fluid exchanger 15 (in W) and Allcond the difference in enthalpy between the inlet and the outlet of the second bi-fluid exchanger 15: A H0 = H (132, T condin) H (132, T2) (6) with Tcond n the estimated temperature at the inlet of the second bi-fluid exchanger 15, this temperature can be estimated with equation (7) below: (T1 + 273,15) - 273,15+ XT condnns with x an (optional) offset, n an adiabatic coefficient related to the first refrigerant and T the compression ratio of the first fluid. refrigerant idea. Alternatively, a temperature sensor may be placed at the inlet of the first condenser 15. This third method requires the following substeps: a step 1002 a6 of determining the power W-cond of the second bifluid exchanger 15 from the saturation temperature Tsat w of the first refrigerant at the pressure P2 at the outlet of the second bi-fluid exchanger 15 and the properties of the first refrigerant and the second exchanger bi-fluid 15, - a step 1002 a7 of determining the difference Ailcond enthalpy between the inlet and the outlet of the second bi-fluid exchanger 15 as a function of the temperatures (Tconchn, T2) and pressure (P2) at the inlet and the outlet of the second bi-fluid exchanger (15) . a step 1002 a8 for calculating the mass flow m from equation (5); d) the fourth method consists in using the properties of the first pump 7 lipRo (P2, T2) V p m = (8) 60 with 1.1p the volumetric efficiency of the turbine 13 for the first refrigerant, Ro (P2, T2) the density of the first refrigerant at the inlet of the first pump 7 (function of the pressure P2 and the temperature T2 to input of the first pump 7), Vp (7) -23 - the volume of the first pump 7 (in m3) and Np the speed of rotation of the first pump 7 (in rev / min). This fourth method requires the following steps: a step 1002 a9 for estimating the density Ro of the first refrigerant at the inlet of the first pump 7, a step 1002 a10 for estimating the mass flow from the equation (8). The choice of one of the four methods presented above depends essentially on the parameters available. Indeed, the first and the fourth method are simpler to carry out but require to know respectively the rotation speed Ntur of the turbine 13 and the rotation speed Np of the first pump 7. Concerning step 1002b, the isentropic enthalpy An of equation (2) can be determined from equation (9): A = 14 (H, 131, T,) - H (P, a) (9) with T t h out the exit temperature of the turbine 13, this temperature corresponding to the temperature Tond at the inlet of the second bi-fluid exchanger 15. Thus, the determination of the mass flow rate m and the isentropic enthalpy AHL in steps 1002_a and 1002_b make it possible to calculate Wis at from equation (2) in a step 1002_c. The power Wpir produced by the turbine 13 is then deduced from equation (1) in a step 1002d. Concerning the speed of rotation of the turbine Nb, of the equation (1), it can either be determined or measured or be estimated from the temperature and the pressure at the inlet and at the outlet of the turbine 13. Thus, according to the available parameters, the controller processing means, such as for example the first controller 49, are configured to use one of the methods described above to estimate the power Wtur produced by the turbine 13. This estimated power is then used in step 1003 to determine whether the Rankine loop 3 should be turned on or off.
Selon un premier mode de réalisation représenté sur la figure 5, la détermination de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine 3 comprend une première étape 1003_a de comparaison entre l'estimation de la puissance Wt', produite par la turbine 13 avec un ou plusieurs seuil(s) prédéterminé(s). Cette étape conduit à la mise en fonctionnement de la boucle Rankine 3 dans une étape 1003 b 1 ou à l'arrêt de la boucle Rankine 3 dans une étape 1003b2. Le premier contrôleur 49 commande également la première pompe 7 de la boucle Rankine 3 et connaît donc la puissance consommée par la première pompe 7. De plus, le premier contrôleur 49 peut également estimer les puissances consommées par le circuit de circulation de fluide 27 et notamment par la deuxième pompe 29 et le radiateur 31 pour permettre le fonctionnement de la boucle Rankine 3 à partir des différents paramètres mesurés. Le premier contrôleur 49 peut donc estimer la puissance nette produite par la boucle Rankine 3 : W rank= pp.cir- ginv.rank (10) avec Wt', la puissance de la turbine 13, Wpp la puissance de la première pompe 7, Wpp cilla puissance de la deuxième pompe 29 et Wgmv rank la puissance consommée par le radiateur 31 pour faire fonctionner la boucle Rankine 3. Selon un deuxième mode de réalisation présenté sur la figure 6, la détermination de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine 3 comprend une première étape 1003_a' d'estimation de la puissance Wrank produite par la boucle Rankine 3 puis une étape 1003_b' de comparaison de la puissance de la puissance Wrank estimée avec un ou plusieurs seuil(s) prédéterminé(s). Cette étape conduit à la mise en fonctionnement de la boucle Rankine 3 dans une étape 1003 cl ou à l'arrêt de la boucle Rankine 3 dans une étape 1003c'2. -25- Cependant, le fonctionnement de la boucle Rankine 3 influe sur le fonctionnement des autres éléments du circuit de gestion thermique 1 de sorte que d'autres paramètres peuvent être pris en compte dans l'étape 1003 pour déterminer la 5 mise en fonctionnement ou l'arrêt de la boucle Rankine 3. Ainsi, d'autres modes de réalisation de l'étape de détermination 1003 vont maintenant être décrits à partir des figures 7 et 8. 10 Les données de puissance et notamment la puissance nette Wtank de la boucle Rankine 3 et la puissance produite par la turbine Wt', déterminées par le premier contrôleur 49 à l'étape 1002 sont transmises au contrôleur général 53. De son côté, le deuxième contrôleur 51 détermine la puissance Wchm consommée 15 par la boucle de climatisation 5 : W',.= gmv. clim ( 1 1 ) avec Wcomp la puissance consommée par le compresseur 19 et Wgnw la puissance consommée par le radiateur 31 pour faire fonctionner la boucle de climatisation 5. 20 La valeur de cette puissance %In, consommée par la boucle de climatisation 5 est transmise au contrôleur général 53. Le contrôleur général 53 peut alors déterminer la puissance nette Wnet consommée par le circuit de gestion thermique 1 : 25 W net clam- rank comp- (W tur PP cir)± Wgniv (12) avec gmv= max[W gmv.rank gmv. diml Selon un troisième mode de réalisation représenté sur la figure 7, la détermination de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine 3 -26- comprend, après l'étape 1003_a' d'estimation de la puissance Wrank produite par la boucle Rankine 3, une étape 1003_b" d'estimation de la puissance nette Wnet du circuit de gestion thermique 1 qui est ensuite comparée à des seuils prédéterminés, par exemple xl et x2, dans une étape 1003_c". Le résultat des comparaisons avec les seuils xl et x2 conduit soit à la mise en fonctionnement de la boucle Rankine 3 dans une étape 1003 d"1, par exemple si la puissance nette Wnet est inférieure à xl, soit à l'arrêt de la boucle Rankine 3 dans une étape 1003 d"2, par exemple si la puissance nette Wnet est supérieure à x2.According to a first embodiment shown in FIG. 5, the determination of the start-up or shutdown of the Rankine loop 3 comprises a first step 1003_a of comparison between the estimate of the power Wt 'produced by the turbine. 13 with one or more predetermined threshold (s). This step leads to the operation of the Rankine loop 3 in a step 1003 b 1 or when the Rankine loop 3 is stopped in a step 1003b2. The first controller 49 also controls the first pump 7 of the Rankine loop 3 and therefore knows the power consumed by the first pump 7. In addition, the first controller 49 can also estimate the power consumed by the fluid circulation circuit 27 and in particular by the second pump 29 and the radiator 31 to allow the operation of the Rankine loop 3 from the different parameters measured. The first controller 49 can therefore estimate the net power produced by the Rankine loop 3: W rank = pp.cir- ginv.rank (10) with Wt ', the power of the turbine 13, Wpp the power of the first pump 7, Wpp cilla power of the second pump 29 and Wgmv rank the power consumed by the radiator 31 to operate the Rankine loop 3. According to a second embodiment shown in Figure 6, the determination of the start or stop of the Rankine loop 3 comprises a first step 1003_a 'for estimating the Wrank power produced by the Rankine loop 3 and then a step 1003_b' for comparing the power of the estimated Wrank power with one or more predetermined threshold (s) (s). ). This step leads to the operation of the Rankine loop 3 in a step 1003 cl or the stopping of the Rankine loop 3 in a step 1003c'2. However, the operation of the Rankine loop 3 influences the operation of the other elements of the thermal management circuit 1 so that other parameters can be taken into account in step 1003 to determine the start-up or operation. stopping the Rankine loop 3. Thus, other embodiments of the determination step 1003 will now be described starting from FIGS. 7 and 8. The power data and in particular the net power Wtank of the loop Rankine 3 and the power produced by the turbine Wt 'determined by the first controller 49 in step 1002 are transmitted to the general controller 53. On its side, the second controller 51 determines the power Wchm consumed by the air conditioning loop 5 : W ',. = Gmv. clim (1 1) with Wcomp the power consumed by the compressor 19 and Wgnw the power consumed by the radiator 31 to operate the air conditioning loop 5. 20 The value of this power% In, consumed by the air conditioning loop 5 is transmitted 53. The general controller 53 can then determine the net power Wnet consumed by the thermal management circuit 1: 25 W net clammer comp- (W cir PP cir) ± Wgniv (12) with gmv = max [W gmv.rank gmv. diml According to a third embodiment shown in FIG. 7, the determination of the start-up or shutdown of the Rankine loop 3 comprises, after the step 1003_a 'of estimating the power Wrank produced by the Rankine loop 3, a step 1003_b "of estimation of the net power Wnet of the thermal management circuit 1 which is then compared with predetermined thresholds, for example x1 and x2, in a step 1003_c". The result of the comparisons with the thresholds x1 and x2 leads to the operation of the Rankine loop 3 in a step 1003 d "1, for example if the net power Wnet is less than x1, or at the end of the loop. Rankine 3 in a step 1003 d "2, for example if the net power Wnet is greater than x2.
Selon un quatrième mode de réalisation représenté sur la figure 8, la pression P3 du deuxième fluide frigorigène à la sortie du condenseur 21 est également prise en compte. Dans ce cas, après les étapes 1003_a' et 1003_b" dans lesquelles la puissance Wrank produite par la boucle Rankine 3 et la puissance nette Wnet du circuit de gestion thermique 1 sont estimées, le contrôleur général 53 compare non seulement la puissance nette Wnet avec les seuils prédéterminés xl et x2 mais aussi la puissance nette Wrank produite par la boucle Rankine 3 avec des seuils prédéterminés, par exemple x3 et x4 et la pression P3 à la sortie du condenseur 21 avec des seuils prédéterminés, par exemple x5, x6 et x7, dans une étape 1003_c".According to a fourth embodiment shown in FIG. 8, the pressure P3 of the second refrigerant at the outlet of the condenser 21 is also taken into account. In this case, after the steps 1003_a 'and 1003_b "in which the Wrank power produced by the Rankine loop 3 and the net power Wnet of the thermal management circuit 1 are estimated, the general controller 53 compares not only the net power Wnet with the predetermined thresholds x1 and x2 but also the net power Wrank produced by the Rankine loop 3 with predetermined thresholds, for example x3 and x4 and the pressure P3 at the outlet of the condenser 21 with predetermined thresholds, for example x5, x6 and x7, in a step 1003_c ".
En fonction du résultat des comparaisons effectuées à l'étape 1003 c", le contrôleur général 53 décide soit de la mise en fonctionnement de la boucle Rankine 3 dans une étape 1003 d1, par exemple si la puissance nette Minet consommée par le circuit de gestion thermique 1 est inférieure au premier seuil prédéterminé xl, que la puissance nette Wrank de la boucle Rankine 3 est supérieure au troisième seuil prédéterminé x3 et que la pression P3 à la sortie du condenseur 21 est inférieure à x5, soit de l'arrêt de la boucle Rankine 3 dans une étape 1003 d"2, par exemple si la puissance nette Wnet consommée par le circuit de gestion thermique 1 est supérieure au deuxième seuil prédéterminé x2, soit de la réduction de la puissance de la première pompe 7 dans une étape 1003d"3, par exemple si la pression P3 à la sortie du condenseur 21 est supérieure au sixième seuil prédéterminé x6 et que les autres -27- conditions de mise en fonctionnement de la boucle Rankine 3 sont remplies. Ainsi, le quatrième mode de réalisation permet de prendre en compte des paramètres comme la pression P3 du deuxième fluide frigorigène à la sortie du condenseur 21 qui permet d'assurer un bon fonctionnement de la boucle de climatisation 5 de manière à 5 pouvoir respecter la ou les commandes de consigne. Les trois premiers mode de réalisation étant des modes de réalisation simplifiés du quatrième mode de réalisation dans lesquels le nombre de paramètres pris en compte dans la détermination de la mise en fonctionnement ou l'arrêt de la boucle Rankine 3 est réduit mais qui permettent quand même d'optimiser la consommation énergétique du circuit de gestion thermique 10 par rapport à un circuit sans boucle Rankine 3 ou par rapport à un circuit où la boucle Rankine 3 serait active en permanence. Lorsque l'étape 1003 conduit à la mise en fonctionnement de la boucle Rankine 3 notamment avec les étapes 1003 b 1, 1003 c'1, 1003 d"1 et 1003 d1, le contrôleur 15 général 53 détermine alors les points de fonctionnement permettant de respecter la ou les commandes de consigne dans une étape 1004 comme représenté sur la figure 9. Si aucun point de fonctionnement ne permet de respecter la ou les commandes de consigne, le contrôleur général 53 sélectionne le point de fonctionnement le plus proche d'une ou plusieurs commandes de consigne dans une étape 1005, sinon, le 20 contrôleur général 53 sélectionne le point de fonctionnement pour lequel la puissance nette Wnet consommée par le circuit de gestion thermique 1 est minimale dans une étape 1006. Le contrôleur envoie alors une commande d'application du point de fonctionnement sélectionné vers le premier 49 et le deuxième 51 contrôleurs qui 25 applique alors les consignes reçues dans une étape 1007. Pour l'ensemble des modes de réalisation, la détermination des seuils prédéterminés peut se faire par des essais ou par simulation. Différents seuils pouvant être définis en fonction d'un mode choisi par l'utilisateur. 30 -28- Par ailleurs, dans le quatrième mode de réalisation présenté précédemment les sous-étapes de l'étape 1003 de détermination de la mise en fonctionnement ou de l'arrêt de la boucle Rankine 3 peuvent être différentes selon que la boucle Rankine 3 est initialement en fonctionnement ou à l'arrêt. Le fonctionnement du quatrième mode de réalisation peut être résumé ainsi : si la boucle Rankine 3 est à l'arrêt, On compare la puissance nette estimée Minet à une valeur seuil xl et à une deuxième valeur seuil x2, la puissance nette estimée Wrank de la boucle Rankine à un troisième valeur seuil x3 et la pression P3 mesurée à la sortie du condenseur 21 à une quatrième valeur seuil x4 et une cinquième valeur seuil x5. Si la puissance Wnet est inférieure à x2 et si la puissance Wrank est supérieure à x3 et si la pression p3 est inférieure à x4, on active la boucle Rankine 3. Si la puissance Wnet est comprise entre les seuils xl et x2 et que la pression P3 est inférieure au seuil x5, on active la boucle Rankine 3.As a function of the result of the comparisons made at step 1003c ", the general controller 53 decides whether to put the Rankine loop 3 into operation in a step 1003d1, for example if the net power Minet consumed by the management circuit 1 is less than the first predetermined threshold x1, that the net power Wrank of the Rankine loop 3 is greater than the third predetermined threshold x3 and that the pressure P3 at the outlet of the condenser 21 is less than x5, that is, the stop of the Rankine loop 3 in a step 1003 d "2, for example if the net power Wnet consumed by the thermal management circuit 1 is greater than the second predetermined threshold x2, or the reduction of the power of the first pump 7 in a step 1003d 3, for example if the pressure P3 at the outlet of the condenser 21 is greater than the sixth predetermined threshold x6 and the other operating conditions of the loop R Thus, the fourth embodiment makes it possible to take into account parameters such as the pressure P3 of the second refrigerant at the outlet of the condenser 21, which makes it possible to ensure that the air-conditioning loop 5 operates smoothly so as to 5 be able to respect the setpoint command. The first three embodiments being simplified embodiments of the fourth embodiment in which the number of parameters taken into account in the determination of the start-up or the stopping of the Rankine 3 loop is reduced but which nevertheless makes it possible to to optimize the energy consumption of the thermal management circuit 10 with respect to a circuit without Rankine loop 3 or with respect to a circuit where the Rankine loop 3 would be permanently active. When the step 1003 leads to the operation of the Rankine loop 3 in particular with the steps 1003 b 1, 1003 c'1, 1003 d "1 and 1003 d1, the general controller 53 then determines the operating points allowing respecting the setpoint command or commands in a step 1004 as shown in FIG. 9. If no operating point makes it possible to comply with the setpoint command or commands, the general controller 53 selects the operating point closest to one or more commands. several setpoint commands in a step 1005, otherwise, the general controller 53 selects the operating point for which the net power Wnet consumed by the thermal management circuit 1 is minimal in a step 1006. The controller then sends a control command application of the selected operating point to the first 49 and the second 51 controllers which then applies the received instructions in a step 1007. For the assembly In embodiments, the determination of predetermined thresholds can be done by testing or simulation. Different thresholds that can be defined according to a mode chosen by the user. Furthermore, in the fourth embodiment presented above, the substeps of step 1003 for determining the operation or the stopping of the Rankine loop 3 may be different depending on the Rankine loop 3. is initially in operation or stopped. The operation of the fourth embodiment can be summarized as follows: if the Rankine loop 3 is at a standstill, the estimated net power Minet is compared with a threshold value x1 and a second threshold value x2, the estimated net power Wrank of the Rankine loop at a third threshold value x3 and the pressure P3 measured at the output of the condenser 21 at a fourth threshold value x4 and a fifth threshold value x5. If the power Wnet is less than x2 and if the power Wrank is greater than x3 and if the pressure p3 is lower than x4, the loop Rankine 3 is activated. If the power Wnet is between the thresholds x1 and x2 and the pressure P3 is below threshold x5, the Rankine loop 3 is activated.
Dans les autres cas, la boucle Rankine 3 reste inactive. Si la boucle Rankine 3 est en fonctionnement, On compare la puissance nette Wnet à un sixième seuil x6 et la pression p3 à un septième x7 et un huitième x8 seuil prédéterminé.In other cases, the Rankine 3 loop remains inactive. If the Rankine loop 3 is in operation, the net power Wnet is compared to a sixth threshold x6 and the pressure p3 to a seventh x7 and an eighth x8 predetermined threshold.
Si la puissance Wnet est supérieure à x6, la boucle Rankine 3 est désactivée. Sinon la boucle Rankine 3 reste activée et si la pression P3 est supérieure à x7, la consigne de puissance à produire par la boucle Rankine 3 est réduite, ce qui entraîne un diminution de la puissance consommée par la première pompe 7 et une diminution de la puissance produite par la turbine 13. Ces diminutions permettent de réduire la température Tond à l'entrée du deuxième condenseur 21 et par conséquent une réduction de la pression P3. Si la pression P3 est inférieure au septième seuil x8, on détermine les points de fonctionnement du circuit de gestion thermique 1 permettant de respecter la ou les commandes de l'utilisateur, - si aucun point de fonctionnement ne permet de respecter la ou les -29- commandes utilisateur, on sélectionne le point de fonctionnement le plus proche d'une ou plusieurs commandes de l'utilisateur, - sinon, on sélectionne, le point de fonctionnement pour lequel la différence entre la puissance %in, consommée par la boucle de climatisation 5 et la puissance nette Wrank produite par la boucle Rankine 3 est la plus grande. Si la pression P3 est comprise entre le sixième seuil x6 et le septième seuil x7, on maintient la boucle Rankine 3 dans son état, c'est à dire que la consigne de puissance à produire reste la même.If the Wnet power is greater than x6, the Rankine 3 loop is disabled. Otherwise the Rankine loop 3 remains activated and if the pressure P3 is greater than x7, the power setpoint to be produced by the Rankine loop 3 is reduced, which results in a decrease in the power consumed by the first pump 7 and a decrease in the power produced by the turbine 13. These decreases reduce the temperature Tond at the inlet of the second condenser 21 and therefore a reduction of the pressure P3. If the pressure P3 is lower than the seventh threshold x8, the operating points of the thermal management circuit 1 are determined so as to respect the user's command (s), - if no operating point makes it possible to respect the -29 - user commands, select the operating point closest to one or more user commands, - otherwise select the operating point for which the difference between the% in power consumed by the air conditioning loop 5 and the net power Wrank produced by Rankine loop 3 is the largest. If the pressure P3 is between the sixth threshold x6 and the seventh threshold x7, the Rankine loop 3 is maintained in its state, ie the power setpoint to be produced remains the same.
Afin de mieux comprendre l'invention, les différentes actions réalisées par le contrôleur général 53 et le premier contrôleur 49 dans le cas du quatrième mode de réalisation vont maintenant être décrites en détail à partir des figures 10 et 11.In order to better understand the invention, the various actions performed by the general controller 53 and the first controller 49 in the case of the fourth embodiment will now be described in detail from FIGS. 10 and 11.
La figure 10 représente les étapes pilotées ou réalisées par le contrôleur général 53 lors de la mise en oeuvre du procédé de pilotage du circuit de gestion thermique 1. La première étape 101 concerne l'envoi par le contrôleur général 53 d'une ou plusieurs commandes vers le premier 49 et le deuxième 51 contrôleur pour effectuer les mesures des différents paramètres de fonctionnement du circuit de gestion thermique 1 à 20 l'aide des différents capteurs répartis dans le circuit de gestion thermique 1 (cela correspond à l'étape 1001). La deuxième étape 102 concerne la réception par le contrôleur général 53 de l'estimation par le premier 49 et le deuxième 51 contrôleur des paramètres pertinents pour le contrôleur général 53, par exemple la puissance Wcnn' la puissance Wrank et/ou la 25 puissance Wnet et la pression P3. Alternativement, le premier 49 et le deuxième 51 contrôleurs peuvent transmettre les mesures au contrôleur général 53 qui calcule alors les paramètres pertinents (cela correspond à l'étape 1002). La troisième étape 103 concerne la détermination de l'état de la boucle Rankine 3 30 (en fonctionnement ou à l'arrêt). -30- Si elle est active on passe à l'étape 104 sinon on passe à l'étape 109. A l'étape 104, on compare la puissance nette Wnet du circuit de gestion thermique au seuil x6. Si Wnet est supérieure à x6, on passe à l'étape 114 et on désactive la boucle Rankine 3. Sinon on passe à l'étape 105 et on compare la pression P3 à x7. Si P3 est 5 inférieure à x8 on passe à l'étape 113 et on applique la consigne désirée à la boucle Rankine 3. La consigne désirée correspond par exemple à définir la puissance nette Wrank à produire par la boucle Rankine 3 et à envoyer cette consigne au premier contrôleur 49 (Cette consigne peut être déterminée à partir des étapes 1004 à 1007 de la figure 9). Sinon on passe à l'étape 106 où l'on compare la pression P3 au seuil x7. Si P3 10 est supérieure à x7 on passe à l'étape 107 et on réduit la consigne de la puissance Wrank a produire par la boucle Rankine 3. Sinon, on passe à l'étape 108 et on maintient le circuit de gestion thermique dans le même état, c'est-à-dire avec les mêmes consignes que précédemment.FIG. 10 represents the steps controlled or carried out by the general controller 53 during the implementation of the control method of the thermal management circuit 1. The first step 101 concerns the sending by the general controller 53 of one or more commands to the first 49 and the second 51 controller to perform the measurements of the different operating parameters of the thermal management circuit 1 with 20 different sensors distributed in the thermal management circuit 1 (this corresponds to step 1001). The second step 102 relates to the reception by the general controller 53 of the estimate by the first 49 and the second controller 51 of the parameters relevant for the general controller 53, for example the power Wcnn 'the power Wrank and / or the power Wnet and the pressure P3. Alternatively, the first 49 and the second 51 controllers can transmit the measurements to the general controller 53 which then calculates the relevant parameters (this corresponds to step 1002). The third step 103 concerns the determination of the state of the Rankine loop 3 (in operation or at a standstill). If it is active, go to step 104 else proceed to step 109. In step 104, the net power W net of the thermal management circuit is compared with the threshold x 6. If Wnet is greater than x6, go to step 114 and disengage the Rankine loop 3. If not, go to step 105 and compare the pressure P3 to x7. If P3 is less than x8, proceed to step 113 and apply the desired setpoint to the Rankine loop 3. The desired setpoint corresponds, for example, to defining the net Wrank power to be generated by the Rankine loop 3 and to sending this setpoint. to the first controller 49 (This set point can be determined from steps 1004 to 1007 of FIG. 9). Otherwise we go to step 106 where the pressure P3 is compared with the threshold x7. If P3 10 is greater than x7, step 107 is carried out and the setpoint of the power Wrank to be produced by the Rankine loop 3 is reduced. Otherwise, step 108 is carried out and the thermal management circuit is maintained in the same state, that is to say with the same instructions as before.
15 A l'étape 109, on compare la puissance nette Wnet du circuit de gestion thermique à la valeur seuil xl et la puissance nette Wrank produite par la boucle Rankine à la valeur seuil x3. Si Pnet est supérieure à xl ou si Wrank est inférieure à x3 alors on passe à l'étape 114 et la boucle Rankine 3 reste inactive. Sinon on passe à l'étape 110 et on compare Wnet à X2. Si Wnet est inférieure à x2 alors on passe à l'étape 111 sinon on passe à l'étape 20 112. A l'étape 111, on compare la pression P3 au seuil x4 et si P3 est inférieure à x4 alors on passe à l'étape 113 et on active la boucle Rankine 3. A l'étape 112 on compare P3 à la valeur seuil x5. Si P3 est inférieure à x5 on passe à l'étape 113 et on active la boucle Rankine 3 sinon on passe à l'étape 114 et la boucle 25 Rankine 3 reste inactive. Ainsi, le contrôleur général 53 reçoit les mesures et estimations des différents paramètres de la boucle Rankine 3 et de la boucle de climatisation 5 et détermine la ou les commandes à renvoyer vers la boucle Rankine 3 et la boucle de climatisation 5 pour 30 permettre de respecter la ou les commandes de consigne et d'optimiser la consommation -31- énergétique du circuit de gestion thermique. L'une des commandes à déterminer étant de mettre en fonctionnement ou d'arrêter la boucle Rankine 3. La figure 11 représente les différentes étapes réalisées par le premier contrôleur 5 49 de la boucle Rankine 3 lors de la mise en oeuvre du procédé de pilotage du circuit de gestion thermique 1. La première étape 201 concerne la réalisation des mesures des paramètres de la boucle Rankine 3 (cela correspond à l'étape 1001). Ces mesures sont généralement réalisées suite à l'envoi d'une commande par le contrôleur général 53. Les mesures et/ou 10 les paramètres pertinents déterminés à partir de ces mesures sont transmis au contrôleur général 53. La deuxième étape 202 concerne la réception de consigne par le contrôleur général 53 concernant notamment l'activation ou la désactivation de la boucle Rankine 3. Cette commande peut également comprendre une consigne de puissance nette Wrank à 15 produire ou une consigne de maximisation de la puissance nette Wrank produite. A l'étape 203, si la commande du contrôleur général 53 est d'activer la boucle Rankine 3, on passe à l'étape 204, sinon on passe à l'étape 212. A l'étape 204, si la boucle Rankine 3 est déjà activée, on passe à l'étape 205 sinon on passe à l'étape 210.In step 109, the net power Wnet of the thermal management circuit is compared with the threshold value x1 and the net power Wrank produced by the Rankine loop at the threshold value x3. If Pnet is greater than x1 or if Wrank is less than x3 then step 114 and the Rankine loop 3 remain inactive. Otherwise we go to step 110 and compare Wnet to X2. If Wnet is less than x2, then step 111 is carried out, otherwise step 112. In step 111, the pressure P3 is compared with the threshold x4 and if P3 is less than x4 then step 113 and the Rankine loop 3 is activated. In step 112, P3 is compared with the threshold value x5. If P3 is less than x5, proceed to step 113 and activate the Rankine 3 loop or go to step 114 and the Rankine 3 loop remains inactive. Thus, the general controller 53 receives the measurements and estimates of the various parameters of the Rankine loop 3 and of the air conditioning loop 5 and determines the command or commands to be sent back to the Rankine loop 3 and the air conditioning loop 5 in order to comply with the setpoint command or commands and to optimize the energy consumption of the thermal management circuit. One of the commands to be determined is to start or stop the Rankine loop 3. FIG. 11 represents the different steps performed by the first controller 49 of the Rankine loop 3 during the implementation of the control method. Thermal management circuit 1. The first step 201 relates to the realization of the parameters of the Rankine loop 3 (this corresponds to step 1001). These measurements are generally made following the sending of an order by the general controller 53. The measurements and / or the relevant parameters determined from these measurements are transmitted to the general controller 53. The second step 202 concerns the reception of recorded by the general controller 53 concerning in particular the activation or deactivation of the Rankine loop 3. This command may also include a wrank net power setpoint to be produced or a setpoint for maximizing the net wrank power produced. In step 203, if the control of the general controller 53 is to activate the Rankine loop 3, go to step 204, otherwise go to step 212. In step 204, if the Rankine loop 3 is already activated, we go to step 205 otherwise we go to step 210.
20 A l'étape 205, si la commande du contrôleur général 53 demande une maximisation de la puissance nette Wrank de la boucle Rankine 3, on passe à l'étape 207 sinon on passe à l'étape 206. A l'étape 206, on régule la boucle Rankine 3 pour obtenir une puissance nette Wrank correspondant à la consigne de puissance à fournir transmise par le contrôleur 25 général 53 et on passe à l'étape 208. A l'étape 207 on modifie les consignes de la boucle Rankine 3 de manière à optimiser la puissance nette Wrank produite par la boucle Rankine 3. Pour cela, on pilote la première pompe 7 et la vitesse de rotation Nnir de la turbine 13 pour avoir un taux d'expansion du premier fluide frigorigène qui est alors sous forme gazeuse au niveau de 30 la turbine 13 qui permette de maximiser la puissance Wrank. On passe ensuite à l'étape -32- 208. L'étape 208 concerne l'estimation de la puissance nette Wrank produite par la boucle Rankine 3 ainsi que l'estimation de la puissance dissipée par le premier échangeur bi-fluide 9. Cette estimation permet de prendre en compte la charge 5 thermique de la boucle Rankine 3 sur le radiateur 31 et permet donc au contrôleur général 53 de déterminer la consigne de boucle Rankine 3 en fonction de la commande de consigne associée à la température de l'habitacle, c'est à dire la commande de consigne pour la boucle de climatisation 5, puisque le contrôleur général devra prendre en compte la capacité du radiateur 31 pour assurer le fonctionnement de la boucle de 10 climatisation 5 et de la boucle Rankine 3. L'étape 209 concerne l'envoi de l'estimation de la puissance nette Wrank produite par la boucle Rankine 3 et éventuellement d'autres paramètres pertinents au contrôleur général 53. A l'étape 210, on compare la température Tcar, au niveau de la canalisation 11 à un 15 neuvième seuil prédéterminé x9 et la température de l'air extérieur Te't à un dixième seuil prédéterminé x10. Cette température est par exemple transmise par le deuxième contrôleur 51 au premier contrôleur 49. Si Tcar, est supérieur à x9 et Te't inférieur à x10 on passe à l'étape 205. Sinon, on passe à l'étape 212 où l'on désactive la boucle Rankine 3. En effet, si la 20 température Tcar, est supérieure à x9 ou si la température Te't est supérieure à x10, les conditions ne seront pas réunies pour que la boucle Rankine 3 produise suffisamment de puissance pour être rentable. On passe ensuite à l'étape 214 où l'on estime la puissance de la boucle Rankine 3 en fonction des différents paramètres mesurés alors que cette dernière est à l'arrêt, c'est-à25 dire inactive. Les valeurs des estimations de l'étape 214 sont ensuite transmises au contrôleur général 53 à l'étape 209. Ainsi, le premier contrôleur 49 effectue les mesures des paramètres de la boucle Rankine 3, applique le consignes transmises par le contrôleur général 53 et renvoie au 30 contrôleur général les paramètres nécessaires et pertinents comme la puissance nette -33- Wrank de la boucle Rankine 3 pour pouvoir décider des prochaines consignes. Par ailleurs, certaines fonctions réalisées par le premier contrôleur 49 ou par le contrôleur général 53 peuvent être réalisées par l'un ou l'autre des contrôleurs 49 et 53. Par exemple la comparaison de la pression P3 avec les seuils x4 et x5 peut être réalisée 5 par le premier contrôleur 49 tandis que les estimations des puissances W ou W tur - - - tank peuvent être réalisées par le contrôleur général 53. Les différentes étapes du procédé décrit précédemment à partir des figures 3 à 11 sont répétées au cours du temps pour permettre d'adapter la configuration du circuit de 10 gestion thermique 1 aux évolutions des différents paramètres et notamment d'une ou des commandes de consigne de l'utilisateur ou des conditions extérieures comme la température Te't extérieure au véhicule. Les différents modes de réalisation de la présente invention permettent donc de 15 piloter le circuit de gestion thermique 1 et en particulier de décider de l'activation ou non de la boucle Rankine 3 en fonction de l'estimation de la puissance produite par la boucle Rankine 3 en fonction de paramètres de fonctionnement mesurés. Les différents modes de réalisation concerne des procédés de pilotages plus ou moins complexes permettant soit d'obtenir un fonctionnement simple nécessitant des moyens de 20 traitement de faible puissance, soit un fonctionnement plus complexe permettant de prendre en compte un maximum de paramètres influencés par la mise en fonctionnement ou l'arrêt de la boucle Rankine 3 et influençant le rendement global du circuit de gestion thermique 1.In step 205, if the control of the general controller 53 requires a maximization of the net power Wrank of the Rankine loop 3, step 207 is passed, otherwise step 206 is carried out. In step 206, the Rankine loop 3 is regulated to obtain a net power Wrank corresponding to the power setpoint to be supplied transmitted by the general controller 53 and step 208 is carried out. At step 207 the set of Rankine loop 3 is modified. in order to optimize the net power Wrank produced by the Rankine loop 3. For this, it controls the first pump 7 and the speed of rotation Nnir of the turbine 13 to have an expansion rate of the first refrigerant which is then in form gas at the turbine 13 which allows to maximize the power Wrank. Step 208 then concerns the estimation of the net power Wrank produced by the Rankine loop 3 as well as the estimate of the power dissipated by the first bi-fluid exchanger 9. estimation makes it possible to take into account the thermal load of the Rankine loop 3 on the radiator 31 and thus enables the general controller 53 to determine the Rankine loop setpoint 3 as a function of the setpoint command associated with the temperature of the passenger compartment, that is, the setpoint command for the air-conditioning loop 5, since the general controller will have to take into account the capacity of the radiator 31 to ensure the operation of the air-conditioning loop 5 and the Rankine loop 3. The step 209 relates to the sending of the estimation of the net power Wrank produced by the Rankine loop 3 and possibly other relevant parameters to the general controller 53. In step 210, the temperature Tcar, at caliber of line 11 at a ninth predetermined threshold x9 and the outside air temperature Te't at a tenth predetermined threshold x10. This temperature is for example transmitted by the second controller 51 to the first controller 49. If Tcar, is greater than x9 and Te't less than x10, we go to step 205. Otherwise, we go to step 212 where the the Rankine loop 3 is deactivated. Indeed, if the temperature Tcar, is greater than x9 or if the temperature Te't is greater than x10, the conditions will not be satisfied for the Rankine loop 3 to generate enough power to be profitable. We then go to step 214 where the power of the Rankine loop 3 is estimated as a function of the different parameters measured while the latter is at rest, that is to say inactive. The values of the estimates of step 214 are then transmitted to the general controller 53 in step 209. Thus, the first controller 49 performs the measurements of the parameters of the Rankine loop 3, applies the instructions transmitted by the general controller 53 and returns to the general controller the necessary and relevant parameters such as the net power -33- Wrank of the Rankine loop 3 to be able to decide the next set of instructions. Moreover, certain functions performed by the first controller 49 or by the general controller 53 can be performed by one or other of the controllers 49 and 53. For example, the comparison of the pressure P3 with the thresholds x4 and x5 may be performed by the first controller 49 while the estimates of the powers W or W tur - - - tank can be made by the general controller 53. The various steps of the method described above from Figures 3 to 11 are repeated over time to allow the configuration of the thermal management circuit 1 to be adapted to changes in the various parameters and in particular to one or more user command commands or external conditions such as the temperature Te't outside the vehicle. The various embodiments of the present invention thus make it possible to drive the thermal management circuit 1 and in particular to decide whether to activate the Rankine loop 3 as a function of the estimate of the power produced by the Rankine loop. 3 according to measured operating parameters. The various embodiments relate to more or less complex control methods making it possible to obtain a simple operation requiring low-power processing means, or a more complex operation making it possible to take into account a maximum of parameters influenced by the setting operating or stopping the Rankine loop 3 and influencing the overall efficiency of the thermal management circuit 1.
25 Ainsi, par l'estimation, en fonction de paramètres mesurés, des consommations et productions énergétiques des différents éléments d'un circuit de gestion thermique 1 comprenant une boucle de climatisation 5 et une boucle Rankine 3 et en prenant en compte la ou les commandes de consigne, la présente invention permet de déterminer comment piloter le circuit de gestion thermique 1 et en particulier de décider de 30 l'activation ou non de la boucle Rankine 3, de manière à optimiser la consommation -34- énergétique du circuit de gestion thermique 1 tout en assurant le respect d'une ou des commandes de consignes.Thus, by estimating, as a function of measured parameters, energy consumption and production of the various elements of a thermal management circuit 1 comprising an air conditioning loop 5 and a Rankine loop 3 and taking into account the command or commands With the setpoint, the present invention makes it possible to determine how to control the thermal management circuit 1 and in particular to decide whether to activate the Rankine loop 3, so as to optimize the energy consumption of the thermal management circuit. 1 while ensuring compliance with one or more orders orders.
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