FR3066556A1 - Groupe motopropulseur avec source de chaleur additionnelle integree dans un circuit de fluide caloporteur - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un groupe motopropulseur comprenant un moteur (15) thermique et un circuit de fluide caloporteur comportant un boîtier (7) de sortie d'un fluide caloporteur et une première boucle (9) de fluide avec une conduite d'entrée (9a) débouchant directement dans le moteur (15) comprenant une pompe (10), une sortie de fluide du moteur (15) retournant au boîtier (7) et au moins une deuxième boucle (11) de fluide en échange de chaleur avec un élément auxiliaire (1) du groupe motopropulseur. Aux extrémités d'une portion de la deuxième boucle (11) est raccordée une boucle auxiliaire de dérivation (12) intégrant une source de chaleur (8) additionnelle délivrant ou prélevant des calories dans le fluide en circulation de ladite au moins une deuxième boucle (11), la pompe (10) de la conduite d'entrée (9a) de la première boucle (9) de fluide étant l'unique pompe présente dans le circuit de fluide caloporteur.

Description

GROUPE MOTOPROPULSEUR AVEC SOURCE DE CHALEUR ADDITIONNELLE

INTEGREE DANS UN CIRCUIT DE FLUIDE CALOPORTEUR [0001] L’invention porte sur un groupe motopropulseur avec une source de chaleur additionnelle intégrée dans un circuit de fluide caloporteur ainsi qu’à un procédé de régulation thermique du moteur et/ou d’un élément auxiliaire du groupe motopropulseur assurant au moins un préchauffage ou un chauffage au moins du moteur thermique et/ou de l’élément auxiliaire, ceci dans des conditions de démarrage ou de redémarrage du moteur thermique.

[0002] L’invention peut concerner les véhicules automobiles comportant un groupe motopropulseur, hybride ou non, à moteur thermique de type à allumage commandé ou par auto-inflammation, dotés sur leur circuit caloporteur d’une source de chaleur additionnelle générant une relaxation de calories et une montée en température rapide du fluide caloporteur le traversant. De tels véhicules peuvent par exemple être des véhicules hybrides électriquement rechargeables à batterie haute tension de traction rechargeable et/ou des véhicules notamment destinés aux marchés de pays froids. La motorisation peut être à essence ou à un mélange d’essence ou peut être une motorisation Diesel.

[0003] Il est, par exemple, connu de disposer au moins un dispositif de stockage de chaleur dans le circuit de fluide caloporteur servant essentiellement au refroidissement du moteur thermique de véhicules conventionnels ou hybrides, les calories dissipées par le moteur thermique dans son circuit de refroidissement en régime thermique établi étant stockées sous forme de chaleur sensible, par exemple via l’effet capacitif d’un volume donné de liquide de refroidissement, ou latente, notamment via les changements de phase d’un matériau donné, ou encore par des procédés de conversion, par exemple de type thermochimique.

[0004] Par exemple, il est connu un stockeur enthalpique qui est un système thermohydraulique permettant d’accélérer le réchauffement d’un moteur thermique lors de la phase de démarrage.

[0005] Lors des phases de fonctionnement moteur, les calories de l’eau glycolée servant de fluide caloporteur du circuit de refroidissement du moteur fournies par les sources chaudes présentes dans le circuit sont stockées dans le stockeur enthalpique. Ces calories sont restituées lors de la phase de démarrage moteur, afin d’améliorer le réchauffement du moteur et d’apporter un gain de consommation en CO2.

[0006] Le stockeur est placé au sein d'un circuit caloporteur de telle sorte qu'il accumule et restitue les calories dès que le moteur est tournant. Moteur éteint, le stockeur doit conserver ces calories ce qui nécessite de déconnecter le stockeur du reste du circuit de refroidissement par action d'une vanne.

[0007] Par un tel stockeur enthalpique, les calories emmagasinées sont alors relaxées dans le circuit de refroidissement agissant alors en circuit de chauffage juste avant, durant ou juste après le démarrage à froid suivant du moteur thermique pour en accélérer la phase de montée en température. Les bénéfices obtenus sont une réduction des pertes par frottement dans le moteur, de meilleures conditions de combustion et de réalisation du mélange air/carburant, etc. De tels dispositifs permettent de réduire la consommation de carburant et les émissions polluantes.

[0008] Par ailleurs, la problématique du confort thermique des passagers de tels véhicules se pose par ambiance extérieure froide, notamment en dessous de 10°C. En effet, la source traditionnelle des calories transmises à l’habitacle par une boucle haute température du circuit de refroidissement du moteur thermique à travers un aérotherme est inefficace lorsque le moteur thermique n’a pas encore été démarré ou n’a pas encore été sollicité assez longtemps ni de façon assez chargée. II s’ensuit que les calories apportées à l’aérotherme pour chauffer l’habitacle sont inexistantes ou insuffisantes.

[0009] Plusieurs solutions peuvent être mises en oeuvre. Dans le cas d’une chaîne de traction où le moteur thermique est seul à assurer la mobilité du véhicule, des procédés de pilotage du moteur peuvent être mis en place pour accélérer la montée en température du moteur, en vue d’améliorer le chauffage de l’habitacle. Ces procédés dégradent cependant la combustion, la consommation du moteur thermique et augmentent ses émissions polluantes en conséquence.

[0010] Dans le cas d’une chaîne de traction hybride, il est procédé au démarrage du moteur thermique, ce qui annule tout l’intérêt de ce type de chaîne de traction avec de surcroît les inconvénients avancés précédemment.

[0011] Dans les deux cas, il peut être mis en oeuvre des solutions de chauffage externes : résistances électriques dans le circuit caloporteur et pompe électrique pour amener le liquide réchauffé à l’aérotherme, chaudière autonome, résistances électriques chauffant l’air à son entrée dans l’habitacle, pulseur électrique pour souffler l’air ainsi chauffé dans l’habitacle, etc.

[0012] Des sources additionnelles de chaleur peuvent être intégrées dans le circuit caloporteur et libèrent une puissance thermique minimale élevée, par exemple 2 à 5kW en quelques secondes dans le circuit caloporteur. Or, une telle relaxation rapide d’un niveau important de calories, pose problèmes pour certaines motorisations thermiques, notamment celles à allumage commandé, en particulier pour la régulation à la source des émissions polluantes et leur post-traitement dans la ligne d’échappement et pour la qualité du démarrage à froid et du redémarrage avec un moteur thermique froid, si la chaîne de traction est dotée d’un système de type système d’arrêt et de redémarrage automatiques du moteur.

[0013] Le document JP-A-2004/316554 décrit un dispositif de chauffage pour l’habitacle et le moteur thermique d’un véhicule automobile. Le dispositif comprend un circuit où circule un fluide caloporteur, une première source de chauffage, une deuxième source de chauffage et des boucles de refroidissement. Pour effectuer correctement le préchauffage d’un moteur thermique afin d’en faciliter le démarrage et/ou le chauffage de l’habitacle, il est utilisé un réservoir de stockage de chaleur avec une pompe à fluide de refroidissement associée et une vanne d’ouverture ou de fermeture d’une boucle intégrant ce réservoir de stockage de chaleur.

[0014] Lorsque l'ouverture de la porte du véhicule automobile est identifiée, un traitement de préchauffage est exécuté de manière à fournir un fluide de refroidissement chaud du réservoir de stockage de chaleur vers le moteur thermique. Le dispositif de chauffage décrit dans ce document nécessite cependant une pompe auxiliaire pour la circulation du fluide de refroidissement dans la boucle intégrant le réservoir de stockage de chaleur.

[0015] Ceci complexifie la commande du circuit de refroidissement et en augmente le coût du fait de la présence de la pompe auxiliaire en plus de la pompe principale du circuit de refroidissement qui se trouve sur la boucle principale du circuit de refroidissement débouchant directement dans le moteur, la pompe principale se trouvant en entrée du moteur. De plus, dans ce document, la boucle incluant le réservoir de stockage de chaleur n’est pas greffée sur la boucle de l’aérotherme mais forme une boucle séparée totalement et en parallèle de la totalité de la boucle aérotherme, ce qui complique aussi le circuit caloporteur du groupe motopropulseur.

[0016] Par conséquent, le problème à la base de l’invention est pour un groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique avec un circuit de fluide caloporteur, un élément auxiliaire et une source additionnelle de chauffage, de concevoir, d’une part, le circuit de fluide et, d’autre part, un procédé de régulation qui puissent assurer un chauffage ou réchauffage du moteur thermique et/ou de l’élément auxiliaire pour des températures froides dans le circuit, ceci notamment directement après le démarrage ou redémarrage du moteur thermique, ceci sans nécessiter une refonte du circuit de fluide caloporteur avec l’ajout d’éléments supplémentaires.

[0017] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique et un circuit de fluide caloporteur comportant un boîtier de sortie d’un fluide caloporteur et une première boucle de fluide avec une conduite d’entrée débouchant directement dans le moteur comprenant une pompe, une sortie de fluide du moteur retournant au boîtier et au moins une deuxième boucle de fluide en échange de chaleur avec un élément auxiliaire du groupe motopropulseur, caractérisé en ce qu’aux extrémités d’une portion de ladite au moins une deuxième boucle est raccordée une boucle auxiliaire de dérivation intégrant une source de chaleur additionnelle délivrant ou prélevant des calories dans le fluide en circulation de ladite au moins une deuxième boucle, la pompe de la conduite d’entrée de la première boucle de fluide étant l’unique pompe présente dans le circuit de fluide caloporteur.

[0018] Par rapport à l’état de la technique le plus proche illustré par JP-A-2004/316554, la présente invention ne nécessite pas la présence d’une pompe auxiliaire se trouvant intégrée dans la boucle contenant la source de chaleur additionnelle.

[0019] De plus, la boucle en dérivation comme le propose la présente invention est en dérivation d’une portion de la deuxième boucle de fluide, c’est-à-dire que la source de chaleur additionnelle peut être en série avec l’élément auxiliaire associé à la deuxième boucle. Dans l’état de la technique le plus proche, la boucle en dérivation est distincte de la deuxième boucle en se trouvant à distance de cette deuxième boucle sans communication entre elles autre que par le reste du circuit de fluide caloporteur, d’où un montage en parallèle de la deuxième boucle et de la boucle en dérivation intégrant la source de chaleur additionnelle. Il en résulte selon l’invention un meilleur échange de chaleur entre la deuxième boucle et la boucle en dérivation aussi bien pour l’accumulation de calories à l’intérieur de la source de chaleur additionnelle que pour la restitution des calories lors d’un démarrage ou redémarrage du moteur. Le rendement de la source de chaleur additionnelle en est amélioré.

[0020] Le fait que la mise en œuvre de la présente invention ne nécessite pas de pompe auxiliaire, étant donné que la boucle auxiliaire portant la source de chaleur additionnelle est directement raccordée sur la deuxième boucle et bénéficie d’une circulation de fluide créée par la pompe de la première boucle dans tout le circuit de fluide caloporteur, est une économie de moyens mais aussi une simplification de la commande de tout le système de chauffage additionnel, aucune pompe auxiliaire n’ayant à être activée ou désactivée. C’est avantageusement une vanne, de préférence une électrovanne, qui régule l’ouverture et la fermeture de la boucle auxiliaire de dérivation portant la source de chaleur additionnelle avec sa commande associée. Une commande d’une telle vanne est plus facile à mettre en oeuvre qu’une commande d’une pompe auxiliaire.

[0021] Avantageusement, une vanne est disposée dans la boucle auxiliaire de dérivation. C’est la vanne qui permet, en position ouverte, l’alimentation en calories de la source de chaleur additionnelle ainsi que la restitution des calories emmagasinées dans la source lors d’un démarrage ou redémarrage du moteur. En position fermée, la vanne permet la conservation des calories à l’intérieur de la source de chaleur additionnelle, quand par exemple le moteur est à l’arrêt en attente d’une restitution des calories au circuit caloporteur lors du prochain démarrage ou redémarrage.

[0022] Avantageusement, la vanne est une électrovanne disposée à un piquage de la boucle auxiliaire de dérivation sur une extrémité de la portion de ladite au moins une deuxième boucle. La commande de l’électrovanne est donc électrique ce qui est plus simple et plus rapide qu’une commande mécanique.

[0023] Dans des premier et deuxième modes de réalisation préférentielle de la présente invention, l’élément auxiliaire du groupe motopropulseur associé à ladite au moins une deuxième boucle est un aérotherme pour le chauffage d’un habitacle de véhicule automobile, ladite au moins une deuxième boucle présentant une conduite d’entrée partant du boîtier vers l’aérotherme et une conduite de sortie partant de l’aérotherme et débouchant dans la conduite d’entrée dans le moteur de la première boucle, la boucle auxiliaire de dérivation étant raccordée sur une portion de la conduite d’entrée ou de la conduite de sortie de ladite au moins une deuxième boucle.

[0024] Deux priorités sont présentes lors d’un démarrage du moteur : d’une part, chauffer l’habitacle par température extérieure froide et d’autre part, chauffer le moteur pour diminuer les frottements en son intérieur. Les deux modes de réalisation optionnelle permettent d’effectuer ces deux fonctions en favorisant respectivement l’une ou l’autre.

[0025] Quand la source de chaleur est placée en aval de l’aérotherme dans la conduite de sortie de la deuxième boucle partant de l’aérotherme comme montré à la figure 1, c’est plutôt le chauffage du moteur qui est privilégié. Inversement quand la source de chaleur est placée en amont de l’aérotherme dans la conduite d’entrée de la deuxième boucle vers l’aérotherme comme montré à la figure 2, c’est plutôt le chauffage de l’habitacle qui est privilégié.

[0026] Il est possible de prévoir une source de chaleur additionnelle sur chacune des conduites d’entrée et de sortie. Par temps très froid, les deux boucles de dérivation sont ouvertes au fluide de refroidissement et par temps clément ne nécessitant pas un chauffage de l’habitacle, seule la boucle de dérivation de sortie est activée pour principalement le chauffage du moteur.

[0027] Dans un troisième mode de réalisation préférentielle de la présente invention, ladite au moins une deuxième boucle est une boucle d’échange de chaleur avec un élément auxiliaire du moteur comme un échangeur de chaleur d’une boîte de vitesses ou d’un turbocompresseur.

[0028] Dans ce cas, c’est cet élément du moteur qui est prioritairement chauffé. Cependant comme la boucle de dérivation est reliée fluidiquement au reste du circuit de fluide caloporteur, il peut aussi être effectué un chauffage du moteur et, le cas échéant, un chauffage de l’habitacle par circulation d’un fluide ainsi réchauffé dans le moteur et dans l’aérotherme. Par contre, si la température extérieure est très froide, c’est l’élément du moteur qui recevra et consommera le plus de chaleur provenant de la source de chaleur additionnelle.

[0029] Avantageusement, la source de chaleur additionnelle est un stockeur par chaleur sensible, latente ou thermochimique. Un tel stockeur emmagasine rapidement l’énergie et la restitue aussi rapidement, ce qui est crucial pour la période juste après un démarrage ou un redémarrage du moteur thermique.

[0030] Avantageusement, le groupe motopropulseur comprend une boucle de fluide dite boucle de radiateur partant de et revenant au boîtier vers et en retour d’un radiateur, le boîtier logeant un thermostat fermant ou ouvrant une conduite d’entrée vers le radiateur formant la boucle de radiateur avec une conduite de sortie vers le boîtier.

[0031] Avantageusement, le radiateur est relié par une conduite de sortie auxiliaire directement à la conduite d’entrée de la première boucle de fluide en amont de la pompe, la conduite de sortie auxiliaire du radiateur comportant une boîte de dégazage.

[0032] L’invention concerne aussi un procédé de régulation thermique d’un tel groupe motopropulseur, le procédé assurant au moins un préchauffage ou un chauffage d’au moins un moteur thermique et/ou d’au moins un élément auxiliaire du groupe motopropulseur, caractérisé en ce que, lors d’un démarrage ou redémarrage du groupe motopropulseur, une circulation d’un flux de fluide caloporteur passant par ladite au moins une deuxième boucle est chauffée par la source de chaleur additionnelle pour un chauffage de l’élément auxiliaire du groupe motopropulseur en échange de chaleur avec ladite au moins une deuxième boucle et/ou pour le chauffage du moteur thermique par communication fluidique de ladite au moins une deuxième boucle avec la conduite d’entrée de la première boucle débouchant directement dans le moteur.

[0033] L’effet technique est de permettre un démarrage ou redémarrage plus rapide du moteur thermique avec moins de bruits et de vibrations et une meilleure disponibilité de couple et de régime. Il est aussi obtenu une réduction des émissions de polluants et de la consommation à l’usage et sur cycle, une amélioration de la fiabilité du moteur thermique grâce à une sollicitation moindre, en amplitude thermique et en durée, du fait d’une réduction du nombre de démarrages ou redémarrages avec un moteur froid et une moindre sollicitation des organes de préchauffage tels que, par exemple, les bougies pour un moteur Diesel.

[0034] La source additionnelle de chaleur est utilisée de manière optimale car toute son énergie va vers l’élément du groupe motopropulseur qui en a le plus besoin, en général le moteur thermique froid et/ou l’aérotherme avec un habitacle du véhicule automobile encore froid. Accessoirement, un autre élément tel qu’une boîte de vitesses ou un turbocompresseur pourrait bénéficier de ce préchauffage ou chauffage.

[0035] Avantageusement, en fonctionnement du groupe motopropulseur ayant atteint une température entre 80 et 100°C du fluide caloporteur, la source de chaleur additionnelle est alimentée en calories par ladite au moins une deuxième boucle pour un stockage de calories en son intérieur, tandis qu’à l’arrêt du groupe motopropulseur la source de chaleur additionnelle est isolée thermiquement de ladite au moins une deuxième boucle pour une conservation des calories stockées en son intérieur, les calories étant restituées par ladite au moins une deuxième boucle à l’élément auxiliaire et/ou au moteur du groupe motopropulseur en échange de chaleur juste après le prochain démarrage ou redémarrage du moteur.

[0036] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels :

- la figure 1 est une représentation schématique d’un groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique, un élément auxiliaire et un circuit de fluide caloporteur selon la présente invention, le moteur et/ou l’aérotherme, pouvant être chauffé par une boucle de fluide comprenant une source de chaleur additionnelle montée en dérivation de l’aérotherme sur une portion de la conduite de sortie de l’aérotherme,

- la figure 2 est une représentation schématique d’un groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique, un élément auxiliaire et un circuit de fluide caloporteur selon la présente invention, le moteur et/ou l’aérotherme, pouvant être chauffé par une boucle de fluide comprenant une source de chaleur additionnelle montée en dérivation de l’aérotherme sur une portion de la conduite d’entrée de l’aérotherme,

- la figure 3 est une représentation schématique d’un groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique, un élément auxiliaire et un circuit de fluide caloporteur selon la présente invention, le moteur et/ou un élément auxiliaire tel qu’un turbocompresseur pouvant être chauffé par une boucle de fluide comprenant une source de chaleur additionnelle montée en dérivation d’un échangeur de chaleur du turbocompresseur.

[0037] Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité.

[0038] Par exemple, d’une part aux figures 1 et 2, montrant des modes de réalisation similaires avec une source de chaleur additionnelle montée en dérivation d’une conduite d’entrée ou de sortie d’un aérotherme et d’autre part à la figure 3, montrant une source de chaleur additionnelle montée en dérivation d’un échangeur de chaleur d’un turbocompresseur, des mêmes éléments référencés à ces figures sont représentés sous des formes différentes et n’ont pas les mêmes dimensions.

[0039] D’autre part, des éléments présents aux figures 1 et 2 ou à la figure 3 peuvent être indifféremment utilisés dans les trois modes de réalisation préférentielle de l’invention. Par exemple, le groupe motopropulseur illustré aux figures 1 et 2 peut comprendre un turbocompresseur comme montré à la figure 3 et le groupe motopropulseur illustré à la figure 3 peut comprendre une ligne de recirculation des gaz d’échappement à l’admission du moteur illustrée aux figures 1 et 2. L’ajout d’autres éléments auxiliaires du groupe motopropulseur comme un échangeur de chaleur de boîte de vitesses ou d’autres échangeurs de chaleur est aussi possible sans sortir du cadre de la présente invention.

[0040] Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.

[0041] En se référant à toutes les figures, l’invention concerne un groupe motopropulseur comprenant un moteur 15 thermique et un circuit de fluide caloporteur comportant un boîtier 7 de sortie d’un fluide caloporteur. Le circuit de fluide caloporteur comprend une première boucle 9 de fluide avec une conduite d’entrée 9a débouchant directement dans le moteur 15, cette première boucle 9 de fluide comprenant une pompe 10. La pompe 10 est avantageusement montée adjacente au moteur en amont du moteur

15. Pour compléter la première boucle 9, une sortie de fluide du moteur 15 retourne au boîtier 7 en communiquant directement avec lui, le boîtier 7 de sortie étant adjacent au moteur 15.

[0042] Le circuit de fluide caloporteur comprend aussi au moins une deuxième boucle 11 ou 18 de fluide en échange de chaleur avec un élément auxiliaire 1 ou 19 du groupe motopropulseur. En général, un circuit de fluide caloporteur comprend plusieurs boucles de fluide. Par exemple, de manière non limitative, le circuit de fluide caloporteur peut comprend une boucle pour un échangeur de chaleur de ligne 20 de recirculation des gaz d’échappement à une admission d’air du moteur, ainsi qu’une boucle comportant un échangeur de chaleur pour une vanne dite RGE 21 présente dans cette ligne.

[0043] Selon l’invention, aux extrémités d’une portion de ladite au moins une deuxième boucle 11 ou 18 est raccordée une boucle auxiliaire de dérivation 12. Cette portion ne fait avantageusement pas la totalité de la deuxième boucle 11 ou 18. Ceci veut dire que la boucle auxiliaire de dérivation 12 est montée en dérivation seulement d’une portion de la boucle 11 ou 18, cette portion n’intégrant avantageusement pas l’élément auxiliaire 1 ou 19 associé à la boucle 11 ou 18.

[0044] La boucle auxiliaire de dérivation 12 intègre une source de chaleur 8 additionnelle délivrant ou prélevant des calories dans le fluide en circulation de ladite au moins une deuxième boucle 11 ou 18. La source de chaleur 8 prélève des calories quand le fluide caloporteur est chaud, avantageusement entre 80°C et 100°C et restitue des calories à un démarrage ou redémarrage du moteur 15 quand le fluide caloporteur est approximativement à température ambiante pour un démarrage après un long arrêt, la température du fluide caloporteur étant notoirement descendue.

[0045] La pompe 10 de la conduite d’entrée 9a de la première boucle 9 de fluide est l’unique pompe présente dans le circuit de fluide caloporteur, c’est-à-dire qu’il n’existe pas notamment de pompe dans la boucle auxiliaire de dérivation 12, ce qui est une économie de moyens.

[0046] Une vanne 3 peut être disposée dans la boucle auxiliaire de dérivation 12. Cette vanne 3, en position ouverte, peut alimenter la boucle auxiliaire de dérivation 12 en fluide caloporteur et la source de chaleur 8 additionnelle, la circulation de fluide caloporteur initiée par la pompe 10 de la conduite d’entrée 9a de la première boucle 9 passant par la boucle auxiliaire de dérivation 12. Cette vanne 3 peut être une vanne trois voies comme montré à la figure 3.

[0047] En position ouverte de la vanne 3, lors d’un démarrage ou d’un redémarrage du moteur, la source de chaleur 8 additionnelle de la boucle auxiliaire de dérivation 12 peut réchauffer le fluide caloporteur passant par la boucle auxiliaire de dérivation 12. En position fermée de la vanne 3, la circulation de fluide caloporteur est interrompue dans la boucle auxiliaire de dérivation 12 et la source de chaleur 8 additionnelle peut conserver les calories que cette source 8 a emmagasinées.

[0048] La vanne 3 peut être une électrovanne disposée à un piquage de la boucle auxiliaire de dérivation 12 sur une extrémité de la portion de ladite au moins une deuxième boucle 11 ou 18. Une commande électrique de la vanne 3 est ainsi facilitée.

[0049] Comme montré aux figures 1 et 2, l’élément auxiliaire 1 ou 19 du groupe motopropulseur associé à ladite au moins une deuxième boucle 11 peut être un aérotherme 1 pour le chauffage d’un habitacle de véhicule automobile. La deuxième boucle 11 présente alors une conduite d’entrée 11a partant du boîtier 7 vers l’aérotherme 1 et une conduite de sortie 11b partant de l’aérotherme 1 et débouchant dans la conduite d’entrée 9a dans le moteur 15 de la première boucle 9. Les flèches à l’intérieur des conduites 11a et 11b indiquent le sens de circulation du fluide caloporteur.

[0050] A la figure 1, la boucle auxiliaire de dérivation 12 est raccordée sur une portion de la conduite de sortie 11b de la deuxième boucle 11 et à la figure 2, la boucle auxiliaire de dérivation 12 est raccordée sur une portion de la conduite d’entrée 11a de la deuxième boucle 11.

[0051 ] Dans un autre mode de réalisation de l’invention, la deuxième boucle 18 peut être une boucle d’échange de chaleur avec un élément auxiliaire 19 du moteur comme un échangeur de chaleur d’une boîte de vitesses ou d’un turbocompresseur. A la figure 3, c’est un échangeur de chaleur d’un compresseur de turbocompresseur qui est montré, ce qui n’est pas limitatif.

[0052] De manière générale pour les trois modes de réalisation préférentielle, la source de chaleur 8 additionnelle peut être un stockeur par chaleur sensible, latente ou thermochimique. L’important est que cette source de chaleur emmagasine et restitue les calories rapidement, principalement lors d’une restitution de calories pour un chauffage rapide du fluide caloporteur dans le circuit.

[0053] De manière classique, le groupe motopropulseur peut comprendre une boucle de fluide 4 dite boucle de radiateur partant de et revenant au boîtier 7 vers et en retour d’un radiateur 2. La boucle de radiateur 4 peut comprendre une conduite d’entrée de fluide vers le radiateur 2 à partir du boîtier 7 et une conduite de sortie de fluide hors du radiateur 2 et vers le boîtier 7. Le boîtier 7 de sortie d’eau peut loger un thermostat fermant ou ouvrant la conduite d’entrée vers le radiateur 2.

[0054] Le radiateur 2 peut être relié par une conduite de sortie auxiliaire 5 directement à la conduite d’entrée 9a de la première boucle 9 de fluide en amont de la pompe 10. La conduite de sortie auxiliaire 5 du radiateur 2 peut comporter une boîte de dégazage 6. Le radiateur 2 peut comprendre une vanne de radiateur 2a visible schématiquement à la figure 2.

[0055] Il peut y avoir plusieurs boucles de dérivation portant chacune une source de chaleur 8 additionnelle. Ceci n’est pas forcément le cas, étant donné que la circulation de fluide dans le circuit, du fait de la pompe 10 de la première boucle 9 de fluide dite principale, permet à une source de chaleur 8 additionnelle de réchauffer divers éléments auxiliaires du circuit 11, 19. Cependant, en cas de température extérieure très basse, avec plusieurs boucles de dérivation, le chauffage est réparti sur divers éléments comme le moteur thermique 15 ou l’aérotherme assurant le chauffage de l’habitacle du véhicule, tous ces éléments nécessitant simultanément un chauffage requérant beaucoup de calories.

[0056] L’invention concerne aussi un procédé de régulation thermique d’un groupe motopropulseur tel que précédemment décrit. Le procédé assure au moins un préchauffage ou un chauffage d’au moins un moteur 15 thermique et/ou d’au moins un élément auxiliaire 1 ou 19 du groupe motopropulseur.

[0057] Lors d’un démarrage ou redémarrage du groupe motopropulseur, une circulation d’un flux de fluide caloporteur créée par la pompe 10 de la conduite d’entrée 9a passant par la deuxième boucle 11 ou 18 permet à la source de chaleur 8 additionnelle de chauffer au moins un élément auxiliaire 1 ou 19 du groupe motopropulseur en échange de chaleur avec ladite au moins une deuxième boucle 11 ou 18 et/ou de chauffer le moteur 15 thermique. Ce dernier chauffage se fait par communication fluidique de ladite au moins une deuxième boucle 11 ou 18 avec la conduite d’entrée 9a de la première boucle 9 débouchant directement dans le moteur 15.

[0058] Il est cependant à considérer que, pour un fluide caloporteur très froid, l’effet de chauffage de la source de chaleur 8 additionnelle sera plus fort sur un élément auxiliaire 1 ou 19 qui lui est proche, cet élément auxiliaire 1 ou 19 prenant une grande quantité de chaleur que la source de chaleur 8 additionnelle a apportée au fluide caloporteur. Ceci peut être contrebalancé par la présence de plusieurs sources de chaleur 8 pilotées par des vannes différentes s’ouvrant ou se fermant selon des paramètres différents. Par exemple, par température extérieure relativement élevée, le chauffage de l’habitacle n’est pas une priorité et les calories emmagasinées peuvent être dirigées vers le moteur 15 pour lui faire atteindre le plus rapidement possible une température de fonctionnement adéquate.

[0059] En fonctionnement du groupe motopropulseur en ayant atteint une température entre 80 et 100°C du fluide caloporteur, la source de chaleur 8 additionnelle peut être alimentée en calories par sa deuxième boucle 11 ou 18 associée pour un stockage de calories en son intérieur. Il peut parfois être utile de ne pas chauffer la source de chaleur 8 additionnelle à une trop forte température, par exemple au-dessus de 120°C. Dans ce cas, la source de chaleur additionnelle peut être isolée de la deuxième boucle 11 ou 18 de fluide caloporteur pour de telles températures, si cela menace son intégrité.

[0060] A l’arrêt du groupe motopropulseur la source de chaleur 8 additionnelle peut être isolée thermiquement de sa deuxième boucle 11 ou 18 associée à sa boucle de dérivation 12 pour une conservation des calories stockées en son intérieur. Ces calories peuvent être restituées par la source de chaleur 8 additionnelle par la deuxième boucle 11 ou 18 à l’élément auxiliaire 1 ou 19 et/ou au moteur 15 du groupe motopropulseur en échange de chaleur juste après le prochain démarrage ou redémarrage du moteur 15.

[0061] L'invention consiste à intégrer dans une boucle en dérivation 12 un stockeur de chaleur comme source de chaleur additionnelle 8 dans le circuit caloporteur afin d'accélérer notamment le chauffage du moteur 15. Cet apport de chaleur permet de s'affranchir des stratégies de dégradation de combustion du moteur, par exemple pour assurer le confort dans l’habitacle du véhicule automobile pour des températures d'ambiance extérieures véhicule de -10°C à 20°C.

[0062] La source de chaleur additionnelle 8 de chaleur fournit suffisamment de calories à l’aérotherme 1 et/ou au moteur thermique 15 pour éliminer ces stratégies de dégradation de combustion. Cela permet de gagner en consommation et en pollution et d'éliminer l'usage d’une ou de résistances électriques au sein du groupe de climatisation. Il y a donc un gain de consommation en carburant et de consommation électrique, notamment visible sur des cycles de contrôle du véhicule.

[0063] De par la combinaison de ces différents leviers, le conducteur et les passagers du véhicule automobile bénéficient de gains de consommation en carburant et électrique, tout en bénéficiant d'une prestation thermique dans l’habitacle au moins équivalente à celle d'un système de chauffage d’appoint conventionnel, voire meilleure.

[0064] L’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui 15 n’ont été donnés qu’à titre d’exemples.

Claims (10)

1. Groupe motopropulseur comprenant un moteur (15) thermique et un circuit de fluide caloporteur comportant un boîtier (7) de sortie d’un fluide caloporteur et une première boucle (9) de fluide avec une conduite d’entrée (9a) débouchant directement dans le moteur (15) comprenant une pompe (10), une sortie de fluide du moteur (15) retournant au boîtier (7) et au moins une deuxième boucle (11 ou 18) de fluide en échange de chaleur avec un élément auxiliaire (1 ou 19) du groupe motopropulseur, caractérisé en ce qu’aux extrémités d’une portion de ladite au moins une deuxième boucle (11 ou 18) est raccordée une boucle auxiliaire de dérivation (12) intégrant une source de chaleur (8) additionnelle délivrant ou prélevant des calories dans le fluide en circulation de ladite au moins une deuxième boucle (11 ou 18), la pompe (10) de la conduite d’entrée (9a) de la première boucle (9) de fluide étant l’unique pompe présente dans le circuit de fluide caloporteur.

2. Groupe motopropulseur selon la revendication 1, dans lequel une vanne (3) est disposée dans la boucle auxiliaire de dérivation (12).

3. Groupe motopropulseur selon la revendication 2, dans lequel la vanne (3) est une électrovanne disposée à un piquage de la boucle auxiliaire de dérivation (12) sur une extrémité de la portion de ladite au moins une deuxième boucle (11 ou 18).

4. Groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’élément auxiliaire (1 ou 19) du groupe motopropulseur associé à ladite au moins une deuxième boucle (11) est un aérotherme (1) pour le chauffage d’un habitacle de véhicule automobile, ladite au moins une deuxième boucle (11) présentant une conduite d’entrée (11a) partant du boîtier (7) vers l’aérotherme (1) et une conduite de sortie (11b) partant de l’aérotherme (1) et débouchant dans la conduite d’entrée (9a) dans le moteur (15) de la première boucle (9), la boucle auxiliaire de dérivation (12) étant raccordée sur une portion de la conduite d’entrée (11a) ou de la conduite de sortie (11b) de ladite au moins une deuxième boucle (11).

5. Groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ladite au moins une deuxième boucle (18) est une boucle d’échange de chaleur avec un échangeur de chaleur d’une boîte de vitesses ou d’un turbocompresseur (19).

6. Groupe selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la source de chaleur (8) additionnelle est un stockeur par chaleur sensible, latente ou thermochimique.

7. Groupe selon l’une quelconque des revendications précédentes, lequel comprend une boucle de fluide (4) dite boucle de radiateur partant de et revenant au boîtier (7) vers et en retour d’un radiateur (2), le boîtier (7) logeant un thermostat fermant ou ouvrant une conduite d’entrée vers le radiateur (2) formant la boucle de radiateur (4) avec une conduite de sortie vers le boîtier (7).

8. Groupe selon la revendication 7, dans lequel le radiateur (2) est relié par une conduite de sortie auxiliaire (5) directement à la conduite d’entrée (9a) de la première boucle (9) de fluide en amont de la pompe (10), la conduite de sortie auxiliaire (5) du radiateur (2) comportant une boîte de dégazage (6).

9. Procédé de régulation thermique d’un groupe motopropulseur selon l’une quelconque des revendications précédentes, le procédé assurant au moins un préchauffage ou un chauffage d’au moins un moteur (15) thermique et/ou d’au moins un élément auxiliaire (1 ou 19) du groupe motopropulseur, caractérisé en ce que, lors d’un démarrage ou redémarrage du groupe motopropulseur, une circulation d’un flux de fluide caloporteur passant par ladite au moins une deuxième boucle (11 ou 18) est chauffée par la source de chaleur (8) additionnelle pour un chauffage de l’élément auxiliaire (1 ou 19) du groupe motopropulseur en échange de chaleur avec ladite au moins une deuxième boucle (11 ou 18) et/ou pour le chauffage du moteur (15) thermique par communication fluidique de ladite au moins une deuxième boucle (11 ou 18) avec la conduite d’entrée (9a) de la première boucle (9) débouchant directement dans le moteur (15).

10. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, en fonctionnement du groupe motopropulseur ayant atteint une température entre 80 et 100°C du fluide caloporteur, la source de chaleur (8) additionnelle est alimentée en calories par ladite au moins une deuxième boucle (11 ou 18) pour un stockage de calories en son intérieur, tandis qu’à l’arrêt du groupe motopropulseur la source de chaleur (8) additionnelle est isolée thermiquement de ladite au moins une deuxième boucle (11 ou 18) pour une conservation des calories stockées en son intérieur, les calories étant restituées par ladite au moins une deuxième boucle (11 ou 18) à l’élément auxiliaire (1 ou 19) et/ou au moteur (15) du groupe motopropulseur en échange de chaleur juste après le prochain démarrage ou redémarrage du moteur (15).