FR3092870A1 - Procede de diagnostic d’une insuffisance de liquide de refroidissement dans un circuit de refroidissement de moteur thermique - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de diagnostic d’une insuffisance de liquide de refroidissement dans un circuit de refroidissement de moteur thermique durant le fonctionnement de ce moteur dans lequel, a) on initialise une température maximum de liquide de refroidissement, une température minimum de liquide de refroidissement, b) on mesure la température de liquide de refroidissement (Tcal), caractérisé en ce que c) on actualise la température maximum et la température minimum en fonction de la température de liquide de refroidissement (Tcal), d) on calcule la différence entre la température maximum et la température minimum, on réitère au cours du temps de fonctionnement les étapes b) à d) et si cette différence a été supérieure à un seuil d’écart de température déterminé pendant une durée de fonctionnement déterminée, alors il est diagnostiqué une insuffisance de liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement. Figure 4
Description
La présente invention concerne le domaine du refroidissement des moteurs thermiques. Plus particulièrement, l’invention a pour objet un procédé de diagnostic d’une insuffisance de liquide de refroidissement dans un circuit de refroidissement de moteur thermique.
Dans les moteurs thermiques, un circuit de refroidissement dans lequel circule un liquide caloporteur permet de refroidir le moteur, en échangeant l'énergie thermique entre l'intérieur du moteur, (culasse, cylindres, et huile moteur) et un échangeur liquide caloporteur/air extérieur, communément désigné radiateur.
Un manque de liquide caloporteur dans le circuit de refroidissement du moteur thermique va provoquer une augmentation des températures internes du moteur, jusqu'à entraîner sa détérioration, voire le blocage des pistons.
Un détecteur de niveau de liquide caloporteur peut être mis en place dans le boitier de dégazage. Pour des raisons de coût et de fiabilité, certains modèles ne comportent pas de pièce mécanique, mais deux électrodes qui plongent dans le liquide si le niveau est suffisant. Pour éviter la corrosion de ces électrodes, mais aussi pour être sûr de la validité de la détection, le détecteur ne va vérifier le niveau qu'à la mise du contact, véhicule à l'arrêt, et avant le démarrage du moteur. Ainsi si une fuite survient pendant le fonctionnement du moteur, et que le niveau de liquide caloporteur devient trop bas, cela ne sera pas détecté par certains types de détecteur de niveau.
Le document US9169768 évoque la possibilité de diagnostiquer l’absence ou l’insuffisance de liquide caloporteur en calculant par exemple un gradient de température, à partir d’une information de température fournit par un capteur de température, et de comparer ce gradient de température un représentatif d’une quantité suffisante de liquide de refroidissement. Cependant une telle méthode basée sur un gradient de température important peut conduire à de fausse détection car un gradient important peut venir aussi d'une autre défaillance défaut de pompe à eau, défaut du thermostat, radiateur encrassé, …
Il existe donc un besoin détecter de manière fiable et simple une insuffisance de liquide de refroidissement dans un circuit de refroidissement de moteur thermique, lorsque celui-ci est en fonctionnement.
Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un procédé de diagnostic d’une insuffisance de liquide de refroidissement dans un circuit de refroidissement de moteur thermique durant le fonctionnement de ce moteur dans lequel :
a) on initialise une température maximum de liquide de refroidissement, une température minimum de liquide de refroidissement,
b) on mesure la température de liquide de refroidissement,
et dans lequel
c) on actualise la température maximum et la température minimum selon les conditions suivantes :
Si la température de liquide de refroidissement est inférieure à la température maximum alors la température maximum est décrémentée d’un pas de température déterminé,
Si la température de liquide de refroidissement est supérieure à la température minimum, alors la température minimum est incrémentée d’un pas de température déterminé,
Si la température de liquide de refroidissement est supérieure à la température maximum, alors la température maximum devient égale à la température de liquide de refroidissement,
Si la température de liquide de refroidissement est inférieure à la température minimum, alors la température minimum devient égale à la température de liquide de refroidissement,
d) on calcule la différence entre la température maximum et la température minimum,
on réitère au cours du temps de fonctionnement les étapes b) à d) et si cette différence a été supérieure à un seuil d’écart de température déterminé pendant une durée de fonctionnement déterminée, alors il est diagnostiqué une insuffisance de liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement.
L’effet technique est de faire une détection d’un manque de liquide de refroidissement par une méthode qui ne détecte pas sur une durée trop longue, et qui oublie progressivement les écarts importants. Ce filtrage permet d’éviter les fausses détection et améliore la fiabilité du diagnostic.
Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons :
Selon une réalisation le procédé est activé à partir du moment où la température de liquide de refroidissement, dépasse un seuil prédéterminé de température de liquide de refroidissement.
Selon une réalisation, le seuil de température de liquide de refroidissement est compris entre 70 et 80% d’une température de consigne de régulation du liquide de refroidissement.
Selon une réalisation, le circuit de refroidissement comprenant un thermostat, ce procédé est activé lorsque l’on détecte la diminution de la température de liquide de refroidissement qui fait suite à la montée en température du liquide de refroidissement.
Selon une réalisation, à l’étape d’initialisation a) on donne à la température maximum de liquide de refroidissement et à la température minimum la valeur de la température de liquide de refroidissement mesurée au moment où a lieu cette initialisation.
Selon une réalisation, il est calculée une valeur moyenne de l’écart entre la température maximum et la température minimum pendant une durée continue précédent l’instant présent de fonctionnement du moteur, puis cette valeur moyenne est comparée au seuil d’écart de température pour conclure à un manque de liquide de refroidissement si la valeur moyenne calculée est supérieure à ce seuil.
Selon une réalisation, il est vérifié si l’écart entre la température maximum et la température minimum dépasse le seuil d’écart de température pendant une durée continue de fonctionnement précédent l’instant présent de fonctionnement du moteur pour conclure dans l’affirmative à un manque de liquide de refroidissement.
Selon une réalisation, on incrémente un compteur si l’écart entre la température maximum et la température minimum dépasse le seuil d’écart de température ou l’on décrémente ce compteur si cet écart est inférieur à ce seuil d’écart de température, pour conclure à un manque de liquide de refroidissement si le compteur atteint un nombre de dépassement déterminé du seuil d’écart de température.
L’invention a aussi pour objet un calculateur électronique comprenant les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à mise en œuvre d’un procédé selon l’une des variantes précédemment décrites.
L’invention a aussi pour objet un véhicule équipé d’un moteur thermique avec un circuit de refroidissement, et comprenant un tel calculateur.
D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures dans lesquelles :
La figure 1 présente un véhicule 1 équipé d’un moteur 2 thermique. Le moteur 2 thermique peut être un moteur à combustion interne à allumage commandé ou un moteur à combustion interne à allumage par compression. Un tel moteur assure le déplacement du véhicule.
Le moteur 1 comprend un circuit de refroidissement 3 dans lequel circule un liquide caloporteur encore désigné liquide de refroidissement. Un capteur de température 5 peut être prévu pour la mesure de la température du liquide de refroidissement.
Il est prévu également un calculateur 4 comprenant les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à mise en œuvre du procédé de l’invention détaillé plus loin. Ce calculateur est relié au capteur de température 5.
Il a été observé que lorsque le moteur 2 est en fonctionnement, la température du liquide de refroidissement évoluait dans le temps et que ces évolutions étaient très différentes en fonction de la quantité de liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement.
Les figures 2a à 2d illustrent cette situation. Sur ces figures, la référence Tcons désigne la consigne de régulation de température du liquide de refroidissement lorsque le moteur est en fonctionnement et Tcal la température effective du liquide de refroidissement. Chaque graphique correspond à une quantité différente de liquide de refroidissement. La figure 2a correspond à la quantité normale de liquide de refroidissement, le circuit de refroidissement de l’exemple comprenant 7 litres de liquide de refroidissement. Les figures 2b, 2c, 2d correspondent à la quantité normale moins respectivement 1,5 litres, 2,25 litres et 2,9 litres, ce qui correspond donc à une diminution de volume respectivement de 21%, 32% et 41%. On observe que l’amplitude de la courbe de température de liquide de refroidissement mesurée, Tcal, augmente fortement lorsque la manque de liquide de refroidissement est supérieur à 30%.
Le principe de l’invention est de détecter une amplitude importante de l’évolution de la température de liquide de refroidissement mesurée pour conclure à un manque de liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement 3 du moteur thermique 2.
Conformément à l’invention, afin de diagnostiquer une insuffisance de liquide de refroidissement dans le circuit 3 de refroidissement du moteur thermique 2 durant le fonctionnement de ce moteur, il est mis en œuvre un procédé dans lequel on commence par initialiser une température maximum Tmax de liquide de refroidissement, une température minimum, Tmin, de liquide de refroidissement, puis tout au long du fonctionnement du moteur la température de liquide de refroidissement, Tcal, est mesurée et on actualise la température maximum, Tmax, et la température minimum, Tmin, selon la méthode suivante :
-Si la température de liquide de refroidissement, Tcal, est inférieure à la température maximum, Tmax, alors la température maximum, Tmax, est décrémentée d’un pas de température déterminé, ΔT1,
-Si la température de liquide de refroidissement, Tcal, est supérieure à la température minimum, Tmin, alors la température minimum, Tmin, est incrémentée d’un pas de température déterminé, ΔT2,
-Si la température de liquide de refroidissement, Tcal, est supérieure à la température maximum, Tmax, alors la température maximum, Tmax, devient égale à la température de liquide de refroidissement, Tcal,
-Si la température de liquide de refroidissement, Tcal, est inférieure à la température minimum, Tmin, alors la température minimum, Tmin, devient égale à la température de liquide de refroidissement, Tcal,
La figure 3 illustre l’effet de cette méthode et montre l’évolution au cours du fonctionnement du moteur de la température maximum, Tmax, et de la température minimum, Tmin, en fonction de celle de la température de liquide de refroidissement mesurée, Tcal.
Cette méthode qui incite à faire converger progressivement température maximum, Tmax, et la température minimum, Tmin, si la température de liquide de refroidissement mesurée, Tcal, est stable, permet en quelque sorte d’oublier avec le temps des écarts importants obtenus entre la température maximum, Tmax, et de la température minimum, Tmin.
On calcule ensuite l’écart, autrement dit la différence entre la température maximum, Tmax, obtenue et la température minimum, Tmin, obtenue.
On réitère au cours du temps de fonctionnement la mesure de température de liquide de refroidissement, l’actualisation de la température maximum, Tmax, et de la température minimum, Tmin, ainsi que le calcul de l’écart entre la température maximum, Tmax, et la température minimum, Tmin.
Les figures 5a à 5d illustrent au cours du temps de fonctionnement du moteur l’évolution de l’écart entre la température maximum, Tmax, obtenue et la température minimum, Tmin, obtenu selon la méthode de l’invention pour les situations illustrées respectivement aux figures 2a à 2d. On observe que l’amplitude des écarts obtenus augmentent fortement lorsque le manque de liquide de refroidissement est supérieur à 30%, avec comme le montre la figure 5d des écarts pouvant dépasser 10°C.
Enfin si l’écart entre la température maximum, Tmax, et la température minimum, Tmin, a été supérieure à un seuil d’écart de température déterminé pendant une durée de fonctionnement déterminée, alors il est diagnostiqué une insuffisance de liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement 3.
Pour des raisons de simplicité, on peut prévoir à l’étape d’initialisation de donner à la température maximum, Tmax, et la température minimum, Tmin, la valeur de la température de liquide de refroidissement mesuré au moment où a lieu cette l’initialisation.
Afin d’éviter une fausse détection lors d’une phase de montée en température du liquide de refroidissement, due par exemple à une phase de démarrage et de montée en température du moteur, on peut prévoir d’activer le procédé de l’invention seulement à partir du moment où la température de liquide de refroidissement, Tcal, dépasse un seuil prédéterminé de température.
Ce seuil de température peut par exemple être compris entre 70 et 80°C pour une température de consigne Tcons de 100°C. Autrement dit, ce seuil de température est compris entre 70% et 80% de cette température de consigne, Tcons.
Toujours afin d’éviter une fausse détection de manque de liquide de refroidissement, le procédé peut être activé sur d’autres critères. On peut également attendre de détecter la diminution de la température de liquide de refroidissement qui fait suite à la montée en température du liquide de refroidissement, et qui indique que le thermostat du circuit de refroidissement s’ouvre car le moteur est désormais chaud.
Afin d’avoir une amplitude du pas de décrémentation de la température maximum, ΔT1, et celui d’incrémentation de la température minimum, ΔT2, on peut prévoir que ces deux pas soient égaux en valeur absolue. Ces pas peuvent être calibrables. Le pas de décrémentation de la température maximum, ΔT1, et celui d’incrémentation de la température minimum, ΔT2, peuvent être déterminés de sorte à respecter un critère de convergence en température par exemple de 0,05°C /s. A partir de la valeur de ce critère de convergence et connaissant le délai en chaque itération de calcul du calculateur, on peut en déduire la valeur des pas ΔT1 et ΔT2 de température.
La figure 4 résume sous forme de logigramme le procédé de l’invention. En donnée d’entrée, est fourni la température de liquide de refroidissement, Tcal, mesuré par le capteur 5. Le bloc 40 est en charge de l’activation du procédé de l’invention, selon les conditions évoquées précédemment. Le bloc 41 est en charge de détecter la température maximum et le bloc 42 la température minimum. Le bloc 43 se charge de déterminer l’écart entre ces deux températures.
Le bloc 44 traite les écarts mesurés pour diagnostiquer s’il y a lieu un manque de liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement. Si l’écart entre la température maximum, Tmax, et la température minimum, Tmin, a été supérieure au seuil d’écart de température déterminé pendant une durée de fonctionnement déterminée, alors il est diagnostiqué une insuffisance de liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement 3. L’information peut être communiquée par exemple par l’intermédiaire d’une variable, cni, qui peut être un booléen dont une des 2 valeurs possibles indique le manque de de liquide de refroidissement.
Plus précisément, selon un exemple, le bloc 44 peut calculer une valeur moyenne de l’écart entre la température maximum, Tmax, et la température minimum, Tmin, pendant une durée continue de fonctionnement, puis comparer cette moyenne au seuil d’écart de température pour conclure à un manque de liquide de refroidissement si la valeur moyenne calculée est supérieure à ce seuil. Ce seuil d’écart de température peut par exemple être choisi à 10°C, comme le montre la figure 5d. La durée peut être de quelques dizaines de secondes, par exemple comprise entre 30 et 180 secondes, précédent l’instant présent de fonctionnement du moteur.
Selon un autre exemple, le bloc 44 peut vérifier si l’écart entre la température maximum, Tmax, et la température minimum, Tmin, dépasse le seuil d’écart de température pendant une durée continue de fonctionnement précédent l’instant présent de fonctionnement du moteur pour conclure dans l’affirmative à un manque de liquide de refroidissement.
Selon un autre exemple, le bloc 44 peut être un compteur qui s’incrémente de 1 si l’écart entre la température maximum, Tmax, et la température minimum, Tmin, dépasse, autrement dit, est supérieur au seuil d’écart de température ou décrémente de 1 si cet écart est inférieur au seuil, pour conclure à un à un manque de liquide de refroidissement si le compteur atteint un nombre de dépassement déterminé du seuil d’écart de température, par exemple 100. Le compteur est ensuite réinitialisé à 0. Dans cet exemple, la durée déterminée n’est pas continue car on regarde ici une durée cumulée de dépassement du seuil d’écart de température. La décrémentation est ici prévue pour éliminer un historique trop ancien. On réalise ainsi une fenêtre glissante de surveillance.
L’invention permet d’améliorer la sécurité et la réparabilité pour l'utilisateur, en évitant les conséquences d'une perte de liquide caloporteur trop importante.
Claims (10)
- Procédé de diagnostic d’une insuffisance de liquide de refroidissement dans un circuit (3) de refroidissement de moteur thermique (2) durant le fonctionnement de ce moteur dans lequel :
a) on initialise une température maximum (Tmax) de liquide de refroidissement, une température minimum (Tmin) de liquide de refroidissement,
b) on mesure la température de liquide de refroidissement (Tcal),
caractérisé en ce que
c) on actualise la température maximum (Tmax) et la température minimum (Tmin) selon les conditions suivantes :
Si la température de liquide de refroidissement (Tcal) est inférieure à la température maximum (Tmax) alors la température maximum (Tmax) est décrémentée d’un pas de température déterminé (ΔT1),
Si la température de liquide de refroidissement (Tcal) est supérieure à la température minimum (Tmin), alors la température minimum (Tmin) est incrémentée d’un pas de température déterminé (ΔT2),
Si la température de liquide de refroidissement (Tcal) est supérieure à la température maximum (Tmax), alors la température maximum (Tmax) devient égale à la température de liquide de refroidissement (Tcal),
Si la température de liquide de refroidissement (Tcal) est inférieure à la température minimum (Tmin), alors la température minimum (Tmin) devient égale à la température de liquide de refroidissement (Tcal),
d) on calcule la différence entre la température maximum (Tmax) et la température minimum (Tmin),
on réitère au cours du temps de fonctionnement les étapes b) à d) et si cette différence a été supérieure à un seuil d’écart de température déterminé pendant une durée de fonctionnement déterminée, alors il est diagnostiqué une insuffisance de liquide de refroidissement dans le circuit de refroidissement (3). - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il est activé à partir du moment où la température de liquide de refroidissement (Tcal), dépasse un seuil prédéterminé de température de liquide de refroidissement.
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le seuil de température de liquide de refroidissement est compris entre 70 et 80% d’une température de consigne de régulation (Tcons) du liquide de refroidissement.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le circuit de refroidissement comprenant un thermostat, ce procédé est activé lorsque l’on détecte la diminution de la température de liquide de refroidissement qui fait suite à la montée en température du liquide de refroidissement.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’à l’étape d’initialisation a) on donne à la température maximum (Tmax) de liquide de refroidissement et à la température minimum (Tmin) la valeur de la température de liquide de refroidissement (Tcal) mesurée au moment où a lieu cette initialisation.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est calculée une valeur moyenne de l’écart entre la température maximum (Tmax) et la température minimum (Tmin) pendant une durée continue précédent l’instant présent de fonctionnement du moteur, puis cette valeur moyenne est comparée au seuil d’écart de température pour conclure à un manque de liquide de refroidissement si la valeur moyenne calculée est supérieure à ce seuil.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il est vérifié si l’écart entre la température maximum (Tmax) et la température minimum (Tmin) dépasse le seuil d’écart de température pendant une durée continue de fonctionnement précédent l’instant présent de fonctionnement du moteur pour conclure dans l’affirmative à un manque de liquide de refroidissement.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’on incrémente un compteur si l’écart entre la température maximum (Tmax) et la température minimum (Tmin) dépasse le seuil d’écart de température ou l’on décrémente ce compteur si cet écart est inférieur à ce seuil d’écart de température, pour conclure à un manque de liquide de refroidissement si le compteur atteint un nombre de dépassement déterminé du seuil d’écart de température.
- Calculateur électronique, caractérisé en ce qu’il comprend les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à mise en œuvre d’un procédé selon l’une des revendications précédentes.
- Véhicule équipé d’un moteur thermique avec un circuit de refroidissement, caractérisé en ce qu’il comprend un calculateur selon la revendication précédente.
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