FR3073255A1 - Groupe motopropulseur comportant une pompe a eau - Google Patents
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Abstract
Le groupe motopropulseur (100) comporte un moteur thermique (7), un calculateur de pilotage du moteur thermique, et un circuit de régulation thermique (200) du groupe motopropulseur comportant une pompe à eau (10) assurant une circulation d'un fluide caloporteur au sein du circuit de régulation thermique, la pompe à eau étant une pompe à eau électrique pilotée par le calculateur de pilotage.
Description
[0001 ] L’invention concerne de manière générale le domaine des groupes motopropulseurs, notamment ceux montés sur un véhicule automobile. Plus particulièrement, l’invention concerne un groupe motopropulseur comportant une pompe à eau électrique pour assurer son refroidissement.
[0002] Dans le domaine de l'industrie automobile, le refroidissement d’un groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique, type à combustion interne, est assuré par la circulation, au sein d’un circuit de régulation thermique, d’un fluide caloporteur, circulation induite par une pompe à eau qui est entraînée mécaniquement par le moteur thermique, soit par courroie, soit par une chaîne soit par pignon. Une telle structure est limitée en performance car le débit fourni par la pompe à eau est limité et fonction de la vitesse de rotation du moteur thermique, en particulier lors de situations de fonctionnement qui nécessitent un refroidissement maximal du groupe motopropulseur, comme par exemple lors d’une forte charge de traction où le moteur thermique tourne à régime modéré. Une solution proposée est de surdimensionner la pompe à eau, ce qui génère des pertes mécaniques et hydrauliques importantes néfastes aux émissions de polluants, tel le CO2.
[0003] D’autre part, dans les situations de vie où suite à des phases de pleine charge moteur, le moteur thermique est à l’arrêt et, il n’y a plus de circulation de fluide caloporteur et, par conséquent, il y a une augmentation des risques d’ébullition et/ou de débordement de la boîte de dégazage prévue dans le circuit de régulation thermique.
[0004] Un but de l’invention est de fournir un groupe motopropulseur optimisé ne présentant pas les inconvénients précédents.
[0005] A cette fin, il est prévu, selon l’invention, un groupe motopropulseur comportant un moteur thermique, un calculateur de pilotage du moteur thermique, et un circuit de régulation thermique du groupe motopropulseur comportant une pompe à eau assurant une circulation d’un fluide caloporteur au sein du circuit de régulation thermique, la pompe à eau étant une pompe à eau électrique pilotée par le calculateur de pilotage du moteur thermique.
[0006] Ainsi, le fait d’utiliser une pompe à eau électrique pilotée par le calculateur de pilotage du moteur thermique permet de dissocier le fonctionnement de la pompe à eau du fonctionnement du moteur thermique. Cela permet d’assurer un débit optimal du fluide caloporteur indépendamment des situations de vie du moteur thermique [0007] Avantageusement, mais facultativement, l’invention présente au moins l’une des caractéristiques techniques additionnelles suivantes :
- le moteur thermique étant équipé d’un turbocompresseur, le circuit de régulation thermique comporte un premier sous-circuit de régulation thermique du turbocompresseur en connexion fluidique conditionnelle avec la pompe à eau électrique de sorte à y assurer une circulation du fluide caloporteur ;
- le groupe motopropulseur comportant une boîte de vitesse électrifiée et une machine électrique associée, le circuit de régulation thermique comporte un deuxième sous-circuit de régulation thermique de la boîte de vitesse électrifiée en connexion fluidique conditionnelle avec la pompe à eau électrique de sorte à y assurer une circulation du fluide caloporteur ;
- le groupe motopropulseur comporte une électrovanne pilotée agencée de sorte à réaliser la connexion fluidique
-3conditionnelle du deuxième sous-circuit de régulation et la pompe à eau électrique ;
- le groupe motopropulseur comporte une deuxième électrovanne pilotée en aval du deuxième sous-circuit de régulation thermique réalisant une connexion fluidique conditionnelle avec un aérotherme et un radiateur.
- le groupe motopropulseur comporte une électrovanne pilotée supplémentaire en aval du deuxième sous-circuit de régulation thermique réalisant une connexion fluidique conditionnelle avec une partie du circuit de régulation thermique traversant le moteur thermique ; et,
- l’électrovanne pilotée supplémentaire est agencée de sorte à réaliser un connexion fluidique conditionnelle avec le, et en aval du, premier sous-circuit de régulation thermique (201).
- Véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend un groupe motopropulseur selon l’une des revendications 1 à 7.
[0008] Il est prévu aussi selon l’invention un véhicule comportant un groupe motopropulseur présentant au moins l’une des caractéristiques techniques précédentes.
[0009] D'autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels :
la figure 1 est une représentation schématique d’une architecture d’un groupe motopropulseur selon l’invention.
[0010] La figure 1 représente un mode de réalisation d’un groupe motopropulseur 100 selon l’invention de manière très schématique. Il comporte, ici :
- Un moteur thermique 7 comme un moteur à combustion interne ;
- Un calculateur de pilotage 9 du moteur thermique 7 ;
- Un circuit de régulation thermique 200 du groupe motopropulseur 100 ; et,
- Une pompe à eau 10 intégrée dans le circuit de régulation thermique 200 de sorte à provoquer et à assurer une circulation d’un fluide caloporteur, comme du liquide de refroidissement, au sein du circuit de régulation thermique 200. La pompe à eau 10 est une pompe à eau 10 électrique pilotée par le calculateur de pilotage 9.
[0011] Une telle structure permet de découpler mécaniquement le fonctionnement de la pompe à eau 10 du moteur thermique 7. Le pilotage par le calculateur de pilotage 9 de la pompe à eau 10 électrique permet d’ajuster le débit de la pompe à eau 10 au plus juste pour réaliser la régulation thermique de manière optimale des différents organes du groupe motopropulseur 100 selon l’invention, en particulier du moteur thermique 7, et ce quelque soit la situation de vie du groupe motopropulseur 100 selon l’invention et, en particulier du régime du moteur thermique 7: moteur thermique 7 à l’arrêt suivant une forte charge de fonctionnement, moteur thermique 7 en régime modéré sous charge importantes, etc... Cela permet en outre des gains en durabilité et en fiabilité.
[0012] Le principal rôle du circuit de régulation thermique 200 est de permettre l’évacuation de calories du moteur thermique en fonctionnement vers un radiateur 3 équipé d’un groupe moto-ventilateur 31 (tous deux situés généralement en face avant du véhicule automobile), et vers un aérotherme 2 permettant de fournir un chauffage d’un habitacle 1 du véhicule automobile. La pompe à eau 10 est ici située en aval des radiateur 3 et aérotherme 2.
[0013] En outre, ici illustré, le moteur thermique 7 du groupe motopropulseur 100 selon l’invention comporte un turbocompresseur 8. Afin
-5d’assurer une régulation thermique du turbocompresseur 8, le circuit de régulation thermique 200 comprend un premier sous-circuit de régulation thermique 201 du turbocompresseur 8. Le premier sous-circuit de régulation thermique 201 est en connexion fluidique avec la pompe à eau 10 électrique. Ici, illustré à la figure 1, le premier sous-circuit de régulation thermique 201 du turbocompresseur 8 est positionné en aval de la partie du circuit de régulation thermique 200 qui traverse le moteur thermique 7. En variante de réalisation, le premier sous-circuit de régulation thermique 201 est en connexion fluidique directement avec la pompe à eau 10 électrique en aval de ladite pompe à eau 10 électrique. Dans une autre variante de réalisation, le premier sous-circuit de régulation thermique 201 du turbocompresseur 8 est en connexion fluidique avec la pompe à eau 10 électrique via une électrovanne pilotée 20,30 par le calculateur de pilotage 9. La présence d’une telle électrovanne pilotée 20, 30 permet de réaliser une connexion fluidique conditionnelle entre la pompe à eau 10 électrique et le premier sous-circuit de régulation thermique 201 du turbocompresseur 8. De manière astucieuse, l’électrovanne pilotée 10, 2 permet d’ajuster le débit de sorte à envoyer tout ou partie du débit issue de la pompe à eau 10 électrique dans le premier sous-circuit de régulation thermique 201 du turbo compresseur.
[0014] D’autre part, dans le mode de réalisation illustré en figure 1, le groupe motopropulseur 100 selon l’invention comporte une boîte de vitesse électrifiée 6 ainsi qu’une machinerie électrique 5 qui est associée à boîte de vitesse électrifiée 5. Ainsi le groupe motopropulseur 100 selon l’invention est un groupe motopropulseur hybride. De sorte à réguler thermiquement la boîte de vitesse électrifiée 6, le groupe motopropulseur 100 selon l’invention comprend un échangeur de boîte de vitesse 4. Cet échangeur de boîte de vitesse 4 est positionné dans une deuxième sous-circuit de régulation thermique 202 du circuit de régulation thermique 200. Comme pour le premier sous-circuit de régulation thermique 201, le deuxième sous-circuit de régulation 202 est en connexion fluidique avec la pompe à eau 10 électrique. Le deuxième sous-circuit de régulation thermique 202 est en connexion fluidique avec la pompe à eau 10 électrique via une électrovanne pilotée 30 par le calculateur de pilotage 9. La présence d’une telle électrovanne pilotée 30 permet de réaliser une connexion fluidique conditionnelle entre la pompe à eau 10 électrique et le deuxième sous-circuit de régulation thermique 202. De manière astucieuse, l’électrovanne pilotée 30 permet d’ajuster le débit de sorte à envoyer tout ou partie du débit issue de la pompe à eau 10 électrique dans le deuxième sous-circuit de régulation thermique 202.
[0015] En aval de l’échangeur de boîte de vitesse 4, le deuxième sous-circuit de régulation thermique 22 comporte une électrovanne pilotée supplémentaire 40. Cette électrovanne pilotée supplémentaire 40 permet, de manière conditionnelle, de diriger le débit en sortie de l’échangeur de boîte de vitesse 4 vers le radiateur 3 et/ou vers l’aérotherme 2. Ainsi, lorsque le groupe motopropulseur 100 selon l’invention est en mode zéro émission (ou ZEV selon l’acronyme anglosaxon pour « Zéro Emission Vehicle »), le moteur thermique 7 étant à l’arrêt, cela permet de récupérer des calories issues de la boîte de vitesse électrifiée 6 pour réaliser un chauffage de l’habitacle 1 du véhicule automobile. Ceci permet de dépenser de la puissance électrique pour réaliser le chauffage de l’habitacle 1, en particulier lorsque le groupe motopropulseur 100 selon l’invention est en mode ZEV. De manière astucieuse, l’électrovanne pilotée 40 permet d’ajuster les débits en aval de sorte à envoyer tout ou partie du débit issue du deuxième sous-circuit de régulation thermique 202.
[0016] Dans une variante de réalisation, une autre électrovanne pilotée similaire à l’électrovanne pilotée 40 est positionnée en aval de l’échangeur de boîte de vitesse 4 de sorte à alimenter un troisième sous-circuit de régulation thermique à destination du moteur thermique 7 et éventuellement le turbocompresseur 8, de sorte à le(s) maintenir à une température prédéterminée lorsque ledit moteur thermique 7 est à l’arrêt, le groupe motopropulseur 100 selon l’invention étant dans le mode de fonctionnement ZEV. Cela permet aussi de réaliser, dans certaines situations de vie du groupe motopropulseur 100 selon l’invention, une montée en température du moteur thermique 7 (et du turbocompresseur 8 éventuellement) en optimisant la vitesse de cette montée en température : cela permet de réduire d’autant les émissions de CO2.
[0017] L’utilisation d’un groupe motopropulseur 100 selon l’invention comportant une pompe à eau 10 électrique pilotée permet de un refroidissement du moteur thermique 7 (et éventuellement du turbocompresseur 8) en mode de fonctionnement conventionnel du groupe motopropulseur 100 selon l’invention, un refroidissement de la boîte de vitesse électrifiée 6 en mode de fonctionnement ZEV du groupe motopropulseur 100 selon l’invention, d’assurer un chauffage de l’habitacle 1 en mode ZEV du groupe motopropulseur 100 selon l’invention, et de maintenir le moteur thermique 7 en température lorsque ce dernier est à l’arrêt (mode de fonctionnement ZEV du groupe motopropulseur 100 selon l’invention par exemple). De plus, une seule pompe à eau 10 électrique est suffisante pour le fonctionnement du circuit de régulation thermique 200 du groupe motopropulseur 100 selon l’invention.
[0018] Une telle structure du groupe motopropulseur 100 selon l’invention permet de supprimer la pompe à eau principale de l’art antérieur, intégrée au moteur thermique, et son entrainement mécanique, de supprimer les pompes à eau additionnelles de l’art antérieur nécessaires pour des groupes motopropulseurs hybrides. Par conséquent, cela permet de réaliser des gains économiques. Cela permet aussi un allègement et un compactage d’une longueur moteur et donc de son encombrement. Dans certaines situations de vie du groupe motopropulseur 100 selon l’invention, une telle structure perme d’éviter les phases de coup de chaud à l’arrêt du moteur thermique 7, grâce à un pilotage par le calculateur de pilotage 9 de la pompe à eau 10 électrique, avec un débit important de ladite pompe à eau 10 qui élimine les risques de débordement de la boîte de dégazage tout en limitant les durées d’actionnement du groupe moto-ventilateur 31 (agrément de l’utilisateur du véhicule équipé du groupe motopropulseur 100 selon l’invention).
-8[0019] Diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier pourront être apportées aux différents modes de réalisation de l’invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (8)
1. Groupe motopropulseur (100) comportant un moteur thermique (7), un calculateur de pilotage du moteur thermique, et un circuit de régulation thermique (200) du groupe motopropulseur comportant une pompe à eau (10) assurant une circulation d’un fluide caloporteur au sein du circuit de régulation thermique, caractérisé en ce que la pompe à eau est une pompe à eau électrique pilotée par le calculateur de pilotage du moteur thermique.
2. Groupe motopropulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le moteur thermique étant équipé d’un turbocompresseur (8), le circuit de régulation thermique comporte un premier sous-circuit de régulation thermique (201) du turbocompresseur en connexion fluidique conditionnelle avec la pompe à eau électrique de sorte à y assurer une circulation du fluide caloporteur.
3. Groupe motopropulseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, le groupe motopropulseur comportant une boîte de vitesse électrifiée (6) et une machine électrique (5) associée, le circuit de régulation thermique comporte un deuxième sous-circuit de régulation thermique (202) de la boîte de vitesse électrifiée en connexion fluidique conditionnelle avec la pompe à eau électrique de sorte à y assurer une circulation du fluide caloporteur.
4. Groupe motopropulseur selon la revendication 3, caractérisée en ce qu’il comporte une électrovanne pilotée (30) agencée de sorte à réaliser la connexion fluidique conditionnelle du deuxième sous-circuit de régulation (202) et la pompe à eau (10) électrique.
5. Groupe motopropulseur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu’il comporte une deuxième électrovanne pilotée (40) en aval du deuxième sous-circuit de régulation thermique réalisant une connexion fluidique conditionnelle avec un aérotherme (2) et un radiateur (3).
6. Groupe motopropulseur selon l’une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu’il comporte une électrovanne pilotée supplémentaire en aval du deuxième sous-circuit de régulation thermique réalisant une connexion fluidique conditionnelle avec une
5 partie du circuit de régulation thermique (200) traversant le moteur thermique (7).
7. Groupe motopropulseur selon la revendication 6 et la revendication 2, caractérisé en ce que l’électrovanne pilotée supplémentaire est agencée de sorte à réaliser un connexion fluidique conditionnelle avec
10 le, et en aval du, premier sous-circuit de régulation thermique (201).
8. Véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend un groupe motopropulseur selon l’une des revendications 1 à 7.
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