WO2006070080A1 - Systeme de gestion de l'energie thermique d'un moteur thermique de vehicule comportant des moyens de commutation temporisee - Google Patents

Systeme de gestion de l'energie thermique d'un moteur thermique de vehicule comportant des moyens de commutation temporisee Download PDF

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WO2006070080A1
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radiator
low temperature
switching means
management system
circuit
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Pascal Guerrero
Philippe Jouanny
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Valeo Thermique Moteur
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Definitions

  • the invention relates to a system for managing the thermal energy of a motor vehicle comprising two heat transfer fluid circuits.
  • It relates more particularly to a thermal energy management system developed by a motor vehicle engine, comprising a high temperature circuit integrating the vehicle engine and a cooling radiator, and a low temperature circuit.
  • a single cooling which can be divided into two parts by switching means controlled by a control box.
  • the system can take a first configuration in which one part of the radiator is allocated to the high temperature circuit, while the other part is allocated to the low temperature circuit. Or, the entire radiator exchange surface may be allocated to the high temperature circuit or the low temperature circuit.
  • thermal energy management system of this type the transition from one configuration to another configuration takes place abruptly depending on whether certain values of a control parameter are exceeded or not. This results in thermal shock in particular 35 when one passes from a configuration in which a part or all of the cooling radiator contains water at an elevated temperature between 85 0 C and 100 ° C because 'it is attached to the circuit at high temperature, to a configuration in which this water is
  • the entire radiator exchange surface is allocated to one of the circuits, the other circuit has no cooling surface.
  • Such a configuration is not satisfactory from the point of view of the cooling requirements of the circuits at high and low temperature.
  • the invention relates to a thermal energy management system that overcomes these disadvantages.
  • the management system comprises an attributable cooling radiator, first switching means interposed between the high temperature circuit and the attributable radiator, second switching means interposed between the low temperature circuits and the assignable radiator for passing the system from a connected configuration, wherein the assignable radiator is connected to the low temperature circuit, to a disconnected configuration, wherein the assignable radiator is connected to the high temperature circuit and vice versa, the switching means being sequentially actuated after a delay when changing from the disconnected configuration to the connected configuration and / or the configuration connected to the disconnected configuration to minimize thermal shock.
  • the high temperature water of the high temperature circuit gradually passes into the circuit at low temperature during the transition from the disconnected configuration to the connected configuration and conversely the cold water of the circuit at low temperature gradually passes into the circuit.
  • high temperature circuit when switching from the connected configuration to the disconnected configuration.
  • each of the high and low temperature circuits retains a clean cooling capacity.
  • the management system includes an inlet pipe of the high temperature fluid that causes the heat transfer fluid of the high temperature circuit to the attributable radiator and • a high-temperature fluid outlet pipe which brings the attributable radiator at the high temperature circuit; an inlet pipe for low temperature fluid which causes the heat transfer fluid of the low temperature circuit attributable radiator and a low-temperature fluid outlet pipe which leads from the radiator due to low loop 'temperature; first and second switching means being interposed respectively on the high temperature fluid inlet pipe and the low temperature fluid inlet pipe.
  • the low temperature fluid outlet pipe is connected to the low temperature circuit upstream of a low temperature radiator portion, with third switching means mounted on the low temperature circuit between the low temperature circuit and the low temperature circuit. the low temperature fluid inlet line and the low temperature fluid outlet line.
  • the third switching means make it possible to place the attributable radiator in series with the cooling radiator at low temperature in the connected configuration of the system.
  • the attributable radiator and the low temperature cooling radiator could be connected in parallel. In this case, the presence of the third switching means would not be necessary.
  • the switching means are controlled by a control unit, at least one sensor providing at least one control parameter representative of the cooling requirements of the high temperature circuit and / or the low temperature circuit to the control unit.
  • the control parameter is advantageously chosen from the group comprising at least the heat transfer liquid temperature of the high temperature circuit at the engine output, an engine load parameter and a parameter making it possible to know the state of charge of the engine.
  • control unit uses a control flow chart which places the system in a configuration connected to the vehicle start, which reads the control parameter and compares it to a low threshold value, the system being maintained in configuration connected as long as the read value of the parameter is lower than the low threshold value.
  • the flow chart after comparing the control parameter with a low threshold value, compares this parameter with a high threshold value and places the system in disconnected configuration if the parameter value is greater than the high threshold value. .
  • the system remains in disconnected configuration as long as the parameter value remains above the high threshold value.
  • the fact of providing a high threshold and a low threshold makes it possible to avoid the instability of the system by avoiding the incessant passages from one configuration to another as soon as a threshold value is crossed.
  • the flowchart immediately controls the switching of the first switching means when the comparison of the The value of the low threshold control parameter determines that this parameter is lower than the low threshold value, then the switching of the second switching means with a first time delay, and finally the switching of the third switching means with a second upper time delay. at the first timer.
  • the flowchart can immediately control the switching of the first, second and third switching means when the comparison of the value of the control parameter with the high threshold determines that this parameter is greater than the high threshold value.
  • the control flowchart immediately controls the switching of the third switching means when the comparison of the value of the control parameter with the high threshold determines that this parameter is greater than the high threshold value and then the switching of the second means. switching with a first time delay, and finally the switching of the first switching means with a second time delay greater than the first time delay.
  • the switching means are two-way solenoid valves.
  • other types of switching means thermostatic or pneumatic could be used.
  • the high temperature radiator and the attributable radiator are formed as a single exchanger divided into a high temperature cooling section and an attributable cooling section. This embodiment makes it possible to reduce the number of exchangers and consequently to increase the compactness of the system.
  • the low temperature circuit incorporates a condenser, with water being part of a circuit of air conditioning and / or a charge air cooler cooled with water.
  • the low temperature radiator can advantageously be divided into a first and a second cooling section.
  • FIG. 1 is a block diagram of a thermal energy management system according to the invention shown in its connected configuration
  • FIG. 2 is a block diagram of the thermal energy management system of Figure 1 in disconnected configuration
  • FIG. 3 illustrates the control of the switching means of the thermal energy management system of FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 4 is a control flow chart of the switching means of the thermal energy management system of FIGS. 1 and 2.
  • the thermal energy management system developed by the engine 10 of a motor vehicle comprises a high temperature circuit designated by the reference 12 and a low temperature circuit designated by the reference 14. These two circuits form two loops connected between they are traversed by the same coolant, for example water with an antifreeze such as ethylene glycol.
  • the high temperature circuit 12 comprises a circulation pump 16, mechanical or electrical, to circulate the coolant.
  • the circuit may comprise a thermostat or a thermostatic valve (not shown) placed at the outlet of the motor for circulating the coolant, either in a bypass line (not shown) or in a high temperature heat exchanger 20 which constitutes the main radiator of the vehicle.
  • the high temperature circuit 12 may comprise other exchangers, for example an oil cooler, etc. However, • as these items are not relevant to the invention, they have not been represented.
  • the low temperature circuit 14 comprises a circulation pump 28, here electrical, and a low temperature heat exchanger designated by the general reference 30-.
  • the heat exchanger 30 (radiator) has a first pass 30a and a second pass 30b.
  • the low temperature circuit 14 further comprises a condenser 32 forming part of an air conditioning circuit of the passenger compartment of the vehicle. Unlike conventional condensers, the condenser 32 is cooled by the heat transfer fluid of the circuit at low temperature. This is the reason why, in particular, it is necessary that the temperature of the fluid in the loop at low temperature is low, from 40 ° C to 60 ° C, to ensure good performance of the condenser 32.
  • the low temperature circuit 14 comprises a charge air cooler 34 cooled by the heat transfer fluid of the circuit at low temperature.
  • the system of the invention comprises an attributable cooling radiator 36 which can be attached, as will be explained in more detail later, to either the high temperature circuit 12 or the low temperature circuit 14.
  • the attributable radiator 36 could, in an alternative embodiment, be a separate unit independent of the radiator at high temperature 20 and the low temperature radiator 30.
  • the high temperature radiator 20 and the attributable radiator 36 constitute two independent sections of a single heat exchanger designated by the general reference 38.
  • the system comprises a high temperature fluid inlet pipe 40 which brings the heat transfer fluid from the high temperature circuit 12 to the attributable radiator 36 and a high temperature fluid outlet pipe 42 which returns it from the attributable radiator 36 to the circuit high temperature.
  • a low-temperature fluid inlet pipe 44 supplies the heat transfer fluid of the low temperature circuit 14 to the attributable radiator 36 and a fluid outlet pipe 44 returns the coolant to the low temperature circuit.
  • the pipes 40 and 44 terminate in a common section 48, and the pipes 42 and 46 start with a common section 50 before dividing.
  • First switching means 52 are mounted on the high temperature fluid inlet pipe 40 and second switching means 54 are mounted on the low temperature fluid inlet pipe 44. Finally, third switching means 56 are mounted on the low temperature circuit 14 between the starting point 58 of the pipe 44 and the arrival point 60, of the pipe 46. In the example shown, the arrival point 60 is upstream of the radiator at low temperature 30 relative to the direction of fluid flow and, more particularly, upstream of the pass 30a.
  • the outlet pipe 46 could be connected to the low temperature circuit 14 at a point 62 downstream of the pass 30a.
  • the switching means 52, 54 and 56 can take different forms. In the example shown, they are constituted by two-way solenoid valves. These solenoid valves can operate in all or nothing or proportional mode.
  • the solenoid valves are controlled by a control unit 64 (FIG. 3).
  • a sensor measures a representative parameter, for example, engine cooling requirements.
  • the sensor 66 takes the temperature of the coolant (brine) at the output of the engine 10. This parameter is the most relevant. However, other parameters can be envisaged, for example an engine load parameter or a parameter making it possible to know the state of charge of the motor, for example its output torque.
  • a calculation flowchart is implemented in the control unit 64 to control the opening or closing of each of the solenoid valves 52, 54 and 56.
  • the thermal energy management system of the invention has been represented in the so-called "connected" position.
  • the attributable radiator 36 is attached to the low temperature cooling circuit 14.
  • the solenoid valve 52 is closed, as is the solenoid valve 56, while the solenoid valve 54 is open.
  • the attributable radiator 36 is connected in series with the pass 30a and the pass 30b. If the outlet pipe 46, instead of being connected to the low temperature circuit at point 60 located upstream of the passage 30a was connected thereto downstream (point 62), the cooling radiator 36 and the passage 30a would be mounted in parallel and the solenoid valve 56 would not be necessary.
  • FIG. 2 shows the configuration of the system in the so-called "disconnected" position in which the attributable radiator 36 is part of the high temperature circuit.
  • the solenoid valves 52 and 56 are open while the solenoid valve 54 is closed.
  • the high temperature radiator 20 and the cooling radiator attributable 36 operate in parallel.
  • the cooling capacity of the attributable radiator is added to that of the high temperature radiator 20.
  • the cooling capacity of the circuit at low temperature is limited to that of the radiator at low temperature 30.
  • FIG. 4 shows an example of a control flow chart for the control of the solenoid valves 52, 54 and 56.
  • the system is by default in the configuration "low temperature circuit (BT ), as shown in step 102. Indeed, when starting the vehicle, the heat transfer fluid is cold and it is not desirable to cool it to accelerate the temperature rise of the engine.
  • BT low temperature circuit
  • step 104 the temperature of the water (T water) is measured at the motor output via the sensor 66.
  • step 106 the temperature of the water at the engine outlet (Ts word) is compared with a low threshold Ts word 1, for example 85 ° C. If the comparison determines that the water temperature is lower than this low threshold value, a test is performed in step 108 to determine whether the system is in the connected configuration or not. If so, we return to step 102 by a branch 110. If not, the control unit 64 controls, in step 112, the transition from the disconnected configuration to the connected configuration.
  • Ts word the temperature of the water at the engine outlet
  • the control unit 64 commands the closing of The solenoid valve 52.
  • the high temperature fluid can no longer enter the attributable cooling radiator 36.
  • the control unit 64 controls the opening of the electrovalve 54.
  • a part of the low temperature fluid of the low temperature circuit 14 can be diverted to the radiator 36, the other part of the low temperature fluid continuing to flow through the electrovalve 56 still open.
  • the radiator 36 progressively empties from the high temperature fluid which is replaced little by little by low temperature fluid. Since this process is progressive, the thermal shocks are avoided contrary to what would happen if we simultaneously control the switching of the three solenoid valves.
  • control unit 64 closes the solenoid valve 56, which forces the circulation of all the fluid at low temperature to pass through the attributable radiator 36 prior to its passage through the pass 30a of the radiator 30.
  • the system will remain permanently in the connected configuration as long as the water temperature at the motor output remains below the low threshold value.
  • step 114 If the temperature of engine water output (Ts word) rises above the low threshold temperature, makes a second test in step 114 by comparing the 'temperature at a high threshold value Ts word 2, for example 105 ° C. If the comparison determines that the water temperature at the motor output, while higher than the low threshold value, remains lower than the high threshold value, the system configuration is not changed. In other words, if the system was previously in connected configuration, it remains so, although the temperature of the water, for example 100 ° C, is now higher than the low threshold value.
  • step 114 If it is determined " in step 114 that the temperature of the water at the motor output has exceeded the high threshold value Ts word 2, the control unit 64 controls the passage of the system from the configuration connected to the disconnected configuration, the unit 64 controls the opening of the solenoid valve 52, the closing of the solenoid valve 54 and the opening of the solenoid valve 56.
  • control unit controls the solenoid valves in an inverse order to that defined in step 112. In other words, first opens the solenoid valve 56 and then closes the solenoid valve 54 and finally the solenoid valve 52 is opened. This causes the system to be in the disconnected configuration as shown in step 118.

Abstract

Le système de gestion comprend un circuit à haute température (12) intégrant un radiateur de refroidissement à haute température (20), et un circuit à basse température (14) intégrant un radiateur de refroidissement à basse température (30, 30a, 30b), ces circuits étant parcourus par un même fluide caloporteur. Le système comprend également un radiateur attribuable (36), de premiers moyens de commuta­tion (52) et de deuxièmes moyens de commutation (54) pour faire passer le système d'une configuration connectée dans laquelle le radiateur attribuable (36) est connecté au circuit à basse température (14) à une configuration déconnectée dans laquelle le radiateur attribuable (36) est connecté au circuit à haute température (12) et inversement. Les moyens de commutation sont actionnés séquentiellement après une temporisation lors du passage de la configuration déconnectée à la configuration connectée et/ou du passage de la configuration connectée à la configuration déconnectée afin de minimiser les chocs thermiques dans le radiateur de refroidissement attribuable (36).

Description

SYSTEME DE GESTION DE L ' ENERGIE THERMIQUE D ' UN MOTEUR THERMIQUE DE VEHICULE COMPORTANT DES MOYENS DE COMMUTATION TEMPORISEE
5
L'invention concerne un système de gestion de l'énergie thermique d'un véhicule à moteur comportant deux circuits de fluide caloporteur.
10 Elle concerne plus particulièrement un système de gestion de l'énergie thermique développée par un moteur thermique de véhicule automobile, comprenant un circuit à haute température intégrant le moteur du véhicule et un radiateur de refroidissement, ainsi qu'un circuit à basse température
15 intégrant un radiateur de refroidissement à basse température.
On connaît déjà (US-A-5 353 757) un système de gestion de l'énergie thermique de ce type. Il comprend un radiateur de
20 refroidissement unique qui peut être scindé en deux parties par des moyens de commutation commandés par un boîtier de commande. Le système peut prendre une première configuration dans laquelle une partie du radiateur est attribuée au circuit à haute température, tandis que l'autre partie est 25 attribuée au circuit à basse température. Ou bien, la totalité de la surface d'échange du radiateur peut être attribuée au circuit à haute température ou au circuit à basse température.
30 Dans un système de gestion de l'énergie thermique de ce type, le passage d'une configuration à une autre configuration s'effectue de manière abrupte suivant que certaines valeurs d'un paramètre de commande sont dépassées ou non. Il en résulte des chocs thermiques en particulier 35 lorsque l'on passe d'une configuration dans laquelle une partie ou la totalité du radiateur de refroidissement contient de l'eau à une température élevée, comprise entre 850C et 100°C parce qu'il est rattaché au circuit à haute température, à une configuration dans laquelle cette eau est
40 injectée dans le circuit à basse température dont la température est 'plus basse, par exemple de l'ordre de 4O0C à 6O0C.
En outre, lorsque la totalité de la surface d'échange du radiateur est attribuée à l'un des circuits, l'autre circuit ne dispose d'aucune surface de refroidissement. Une telle configuration n'est pas satisfaisante du point de vue des besoins de refroidissement des circuits à haute et à basse température.
L'invention a pour objet un système de gestion de l'énergie thermique qui remédie à ces inconvénients. Ces buts sont atteints par le fait que le système de gestion comporte un radiateur de refroidissement attribuable, de premiers moyens de commutation interposés entre le circuit à haute température et le radiateur attribuable, de seconds moyens de commutation interposés entre les circuits à basse température et le radiateur attribuable pour faire passer le système d'une configuration connectée, dans laquelle le radiateur attribuable est connecté au circuit à basse température, à une configuration déconnectée, dans laquelle le radiateur attribuable est connecté au circuit à haute température et inversement, les moyens de commutation étant actionnés séquentiellement après une temporisation lors du passage de la configuration déconnectée à la configuration connectée et/ou de la configuration connectée à la configuration déconnectée afin de minimiser les chocs thermiques.
Grâce à ces caractéristiques, l'eau à haute température du circuit à haute température passe progressivement dans le circuit à basse température pendant le passage de la configuration déconnectée à la configuration connectée et inversement 1 'eau froide du circuit à basse température passe progressivement dans le circuit à haute température en cas de passage de la configuration connectée à la configuration déconnectée. En outre, quelle que soit la configuration, chacun des circuits à haute et à basse température conserve une capacité de refroidissement propre.
Dans une réalisation particulière, le système de gestion comporte une canalisation d'entrée de fluide à haute température qui amène le fluide caloporteur du circuit à haute température au radiateur• attribuable et une canalisation de sortie de fluide à haute température qui le ramène du radiateur attribuable au circuit à haute température ; une canalisation d'entrée de fluide à basse température qui amène le fluide caloporteur du circuit à basse température au radiateur attribuable et une canalisation de sortie de fluide à basse température qui le ramène du radiateur attribuable au circuit à basse' température ; de premiers et de deuxièmes moyens de commutation étant intercalés respectivement sur la canalisation d'entrée de fluide à haute température et sur la canalisation d'entrée de fluide à basse température.
Dans une réalisation préférée, la canalisation de sortie de fluide à basse température est raccordée au circuit à basse température en amont d'une partie du radiateur à basse température, de troisième moyens de commutation étant montés sur le circuit à basse température entre le départ de la canalisation d'entrée de fluide à basse température et l'arrivée de la canalisation de sortie de fluide à basse température.
Ainsi, les troisièmes moyens de commutation permettent de placer le radiateur attribuable en série avec le radiateur de refroidissement à basse température dans la configuration connectée du système.
Toutefois, dans une variante de réalisation, le radiateur attribuable et le radiateur de refroidissement à basse température pourraient être montés en parallèle. Dans ce cas, la présence des troisièmes moyens de commutation ne serait pas nécessaire.
Avantageusement, les moyens de commutation sont commandés par une unité de commande, au moins un capteur fournissant au moins un paramètre de commande représentatif des besoins de refroidissement du circuit à haute température et/ou du circuit à basse température à l'unité de commande.
Le paramètre de commande est avantageusement choisi dans le groupe comprenant au moins la température du liquide caloporteur du circuit à haute température à la sortie du moteur, un paramètre de charge du moteur et un paramètre permettant de connaître l'état de charge du moteur.
Dans une réalisation préférée, l'unité de commande utilise un organigramme de commande qui place le système en configuration connectée au démarrage du véhicule, qui lit le paramètre de commande et le compare à une valeur de seuil bas, le système étant maintenu, en configuration connectée tant que la valeur lue du paramètre est inférieure à la valeur de seuil bas. De préférence, l'organigramme, après avoir comparé le paramètre de commande à une valeur de seuil bas, compare ce paramètre à une valeur de seuil haut et place le système en configuration déconnectée si la valeur du paramètre est supérieure à la valeur de seuil haut .
Le système reste en configuration déconnectée aussi longtemps que la valeur du paramètre reste supérieure à la valeur de seuil haut. Le fait de prévoir un seuil haut et un seuil bas permet d'éviter l'instabilité dû système en évitant les passages incessants d'une configuration à l'autre dès qu'une valeur de seuil est franchie.
Afin de réduire les chocs thermiques en cas de passage de la configuration déconnectée à la configuration connectée, 1 'organigramme commande immédiatement la commutation dés premiers moyens de commutation lorsque la comparaison de la valeur du paramètre de commande au seuil bas détermine que ce paramètre est inférieur à la valeur de seuil bas, puis la commutation des seconds moyens de commutation avec une première temporisation, et enfin la commutation des troisiè- mes moyens de commutation avec une seconde temporisation supérieure à la première temporisation.
Au contraire, en cas de passage de la configuration connectée à la configuration déconnectée, l'organigramme peut commander immédiatement la commutation des premiers, deuxièmes et troisièmes moyens de commutation lorsque la comparaison de la valeur du paramètre de commande au seuil haut détermine que ce paramètre est supérieur à la valeur de seuil haut. En variante, l'organigramme de commande commande immédiatement la commutation des troisièmes moyens de commutation lorsque la comparaison de la valeur du paramètre de commande au seuil haut détermine que ce paramètre est supérieur à la valeur de seuil haut, puis la .commutation des seconds moyens de commutation avec une première temporisation, et enfin la commutation des premiers moyens de commutation avec une seconde temporisation supérieure à la première temporisation.
Avantageusement, les moyens de commutation sont des électro- vannes à deux voies. Toutefois, d'autres types de moyens de commutation, thermostatiques ou pneumatiques pourraient être utilisés.
Dans une réalisation avantageuse, le radiateur à haute température et le radiateur attribuable sont réalisés sous la forme d'un échangeur unique divisé en une section de refroidissement à haute température et une section de refroidissement attribuable. Cette réalisation permet de diminuer le nombre des échangeurs et par conséquent d'augmenter la compacité du système.
Dans une réalisation typique, le circuit à basse température intègre un condenseur, à eau faisant partie d'un circuit de climatisation et/ou un radiateur d'air de suralimentation refroidi à l'eau.
Enfin, le radiateur a basse température peut avantageusement être divisé en une première et en une seconde section de refroidissement.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures :
- la figure 1 est un schéma de principe d'un système de gestion de l'énergie thermique conforme à l'invention représenté dans sa configuration connectée ;
la figure 2 est un schéma de principe du système de gestion de l'énergie thermique de la figure 1 en configuration déconnectée ;
- la figure 3 illustre la commande des moyens de commutation du système de gestion de l'énergie thermique des figures 1 et 2 ; et
- la figure 4 est un organigramme de commande des moyens de commutation du système de gestion de l'énergie thermique des figures 1 et 2.
Le système de gestion de l'énergie thermique développé par le moteur 10 d'un véhicule automobile comprend un circuit à haute température désigné par la référence 12 et un circuit à basse température désigné par la référence 14. Ces deux circuits forment deux boucles reliées entre elles et parcourues par un même fluide caloporteur, par exemple de l'eau additionnée d'un antigel tel que l'éthylène glycol .
Le circuit à haute température 12 comporte une pompe de circulation 16, mécanique ou électrique, pour faire circuler le fluide caloporteur. De manière classique, le circuit peut comporter un thermostat ou une vanne thermostatique (non représenté) placé en sortie du moteur pour faire circuler le fluide caloporteur, soit dans une ligne de dérivation (non représentée) , soit dans un échangeur de chaleur à haute température 20 qui constitue le radiateur principal du véhicule.
Le circuit à haute température 12 peut comporter d'autres échangeurs, par exemple un radiateur d'huile, etc. Cependant, • comme ces éléments ne sont pas pertinents pour l'invention, ils n'ont pas été représentés.
Le circuit à basse température 14 comporte une pompe de circulation 28, ici électrique, et un échangeur de chaleur à basse température désigné par la référence générale 30-. Dans l'exemple, 1 'échangeur de chaleur 30 (radiateur) comporte une première passe 30a et une seconde passe 30b. Le circuit à basse température 14 comporte encore un condenseur 32 faisant partie d'un circuit de climatisation de l'habitacle du véhicule. Contrairement aux condenseurs classiques, le condenseur 32 est refroidi par le fluide caloporteur du circuit à basse température. C'est la raison pour laquelle, notamment, il est nécessaire que la température du fluide dans là boucle à basse température soit basse, de 40°C à 60°C environ, afin d'assurer de bonnes performances du condenseur 32. Enfin, le circuit à basse température 14 comporte un refroidisseur d'air de suralimentation 34 refroidi par le fluide caloporteur du circuit à basse température.
Par ailleurs, le système de l'invention comporte un radiateur de refroidissement attribuable 36 qui peut être rattaché, comme on l'on expliquera plus en détail ultérieurement, soit au circuit à haute température 12, soit- au circuit à basse température 14. Le radiateur attribuable 36 pourrait, dans une variante de réalisation, constituer une unité indépendante séparée du radiateur' à haute température 20 et du radiateur à basse température 30. Cependant, dans l'exemple représenté, le radiateur à haute température 20 et le radiateur attribuable 36 constituent deux sections indépendantes d'un échangeur de chaleur unique désigné par la référence générale 38.
Le système comporte une canalisation 40 d'entrée de fluide à haute température qui amène le fluide caloporteur du circuit à haute température 12 au radiateur attribuable 36 et une canalisation de sortie 42 de fluide à haute température qui le ramène du radiateur attribuable 36 au circuit à haute température. De même, une canalisation d'entrée de fluide à basse température 44 amène le fluide caloporteur du circuit à basse température 14 au radiateur attribuable 36 et une canalisation de sortie de fluide 44 ramène le fluide caloporteur vers le circuit à basse température. Dans l'exemple décrit, les canalisations 40 et 44 se terminent par un tronçon commun 48, et les canalisations 42 et 46 débutent par un tronçon commun 50 avant de se diviser.
De premiers moyens de commutation 52 sont montés sur la canalisation d'entrée de fluide à haute température 40 et de des deuxièmes moyens de commutation 54 sont montés sur la canalisation d'entrée de fluide à basse température 44. Enfin, de troisièmes moyens de commutation 56 sont montés sur le circuit à basse température 14 entre le point 58 de départ de la canalisation 44 et le point d'arrivée 60 , de la canalisation 46. Dans l'exemple représenté, le point d'arrivée 60 se trouve en amont du radiateur à basse température 30 par rapport au sens de circulation du fluide et, plus particulièrement, en amont de la passe 30a.
Toutefois, dans une variante de réalisation, comme représenté par la ligne 61 en traits tiretés, la canalisation de sortie 46 pourrait être raccordée au circuit à basse température 14 en un point 62 situé en aval de la passe 30a.
Les moyens de commutation 52, 54 et 56 peuvent prendre différentes formes. Dans l'exemple représenté, ils sont constitués par des électrovannes à deux voies. Ces électrovannes peuvent fonctionner en tout ou rien ou en mode proportionnel. Les électrovannes sont commandées par une unité de commande 64 (figure 3) . A cet effet, un capteur mesure un paramètre représentatif, par exemple, des besoins de refroidissement du moteur.
Dans l'exemple, le capteur 66 prend la température du fluide caloporteur (eau glycolée) à la sortie du moteur 10. Ce paramètre est le plus pertinent. Toutefois, d'autres paramètres peuvent être envisagés, par exemple un paramètre de charge du moteur ou un paramètre permettant de connaître l'état de charge du moteur, par exemple son couple de sortie. Un organigramme de calcul est implémenté dans l'unité de commande 64 afin de commander l'ouverture ou la fermeture de chacune des électrovannes 52, 54 et 56.
Sur la figure 1, le système de gestion de l'énergie thermique de 1 ' invention a été représenté en position dite "connectée" . Dans cette configuration, le radiateur attribuable 36 est rattaché au circuit de refroidissement à basse température 14. L'électrovanne 52 est fermée, de même que 1 'électrovanne 56, tandis que 1 'électrovanne 54 est ouverte. Ainsi, le radiateur attribuable 36 est monté en série avec la passe 30a et la passe 30b. Si la canalisation de sortie 46, au lieu d'être raccordée au circuit à basse température au point 60 situé en amont de la passe 30a était raccordée à ce dernier en aval (point 62) , le radiateur de refroidissement 36 et la passe 30a seraient montés en parallèle et 1 'électrovanne 56 ne serait pas nécessaire.
On a représenté sur la figure 2 la configuration du système dans la position dite "déconnectée" dans laquelle le radiateur attribuable 36 fait partie du circuit à haute température. Dans cette configuration, les électrovannes 52 et 56 sont ouvertes, tandis que 1 'électrovanne 54 est fermée. Dans ces conditions, le radiateur à haute température 20 et le radiateur de refroidissement attribuable 36 fonctionnent en parallèle. La capacité de refroidissement du radiateur attribuable s'ajoute à celle du radiateur à haute température 20. Par contre, la capacité de refroidissement du circuit à basse température se limite à celle du radiateur à basse température 30.
On a représenté sur la figure 4 un exemple d'organigramme de commande pour la commande des électrovannes 52, 54 et 56. Au démarrage du moteur (référence 100) , le système se trouve par défaut dans la configuration "circuit à basse température (BT) connecté", comme représenté à l'étape 102. En effet, au démarrage du véhicule, le fluide caloporteur est froid et il n'est pas souhaitable de le refroidir de manière à accélérer la montée en température du moteur.
A l'étape 104, on relève la température de l'eau (T eau) à la sortie du moteur par l'intermédiaire du capteur 66.
A l'étape 106 la température de l'eau en sortie de moteur (Ts mot) est comparée à un seuil bas Ts mot 1, par exemple 850C. Si la comparaison détermine que la température de l'eau est inférieure à cette valeur de seuil bas, on effectue un test à l'étape 108 pour déterminer si le système est dans la configuration connectée ou non. Dans l'affirmative, on revient à l'étape 102 par une branche 110. Dans la négative, l'unité de commande 64 commande, à l'étape 112, le passage de la configuration déconnectée à la configuration connectée.
Conformément à l'invention, à l'instant t auquel il a été détecté que la température de l'eau à la sortie du moteur était inférieure à la valeur de seuil bas Ts mot 1, l'unité de commande 64 commande la fermeture de 1 'électrovanne 52. De ce fait, le fluide à haute température ne peut plus pénétrer dans le radiateur de refroidissement attribuable 36. Après un délai de temporisation défini T1, l'unité de commande 64 commande 1 'ouverture de 1 'électrovannè 54. De ce fait, une partie du fluide à basse température du circuit à basse température 14 peut être dérivée vers le radiateur 36, l'autre partie du fluide à basse température continuant de circuler au travers de 1 'électrovanne 56 toujours ouverte. Ainsi, le radiateur 36 se vide progressivement du fluide à haute température qui est remplacé petit à petit par du fluide à basse température. Etant donné que ce processus est progressif, les chocs thermiques sont évités contrairement à ce qui se passerait si l'on commandait simultanément la commutation des trois électrovannes.
Enfin, après un second délai de temporisation t2, l'unité de commande 64 ferme l 'électrovanne 56, ce qui force la circulation de la totalité du fluide à basse température à passer au travers du radiateur attribuable 36 préalablement à son passage dans la passe 30a du radiateur 30.
Ceci fait, le passage du système de gestion de l'énergie thermique de la configuration déconnectée à la configuration connectée est complet .
Le système restera en permanence dans la configuration connectée aussi longtemps que la température de l'eau à la sortie du moteur restera inférieure à la valeur de seuil bas.
Si la température de l'eau en sortie de moteur (Ts mot) s'élève au-dessus de la température de seuil bas, on effectue un second test à l'étape 114 en comparant cette' température à une valeur de seuil haut Ts mot 2, par exemple 105°C. Si la comparaison détermine que la température de l'eau à la sortie du moteur, tout en étant supérieure à la valeur de seuil bas, reste cependant inférieure -à la valeur de seuil haut, la configuration du système n'est pas changée. En d'autres termes, si le système était préalablement en configuration connectée, il le reste, bien que la température de l'eau, par exemple 100°C, soit maintenant supérieure à la valeur de seuil bas. Si l'on détermine", à l'étape 114, que la température de l'eau à la sortie du moteur a dépassé la valeur de seuil haut Ts mot 2, l'unité de commande 64 commande le passage du système de la configuration connectée à la configuration déconnectée. A cet effet, l'unité 64 commande l'ouverture de 1 'électrovanne 52, la fermeture de 1 'électrovanne 54 et l'ouverture de 1 'électrovanne 56.
Dans l'organigramme de la figure 4, ces opérations s'effectuent simultanément, c'est à dire sans que des temporisations soient prévues. Toutefois, dans une variante de réalisation, on peut prévoir également des temporisations qui peuvent être égales aux temporisations tl et t2 définies pour le passage de la configuration déconnectée à la configuration connectée ou qui peuvent être différentes. Dans ce cas, l'unité de commande commande les électrovannes dans un ordre inverse de celui défini à l'étape 112. En d'autres termes, on ouvre d'abord 1 'électrovanne 56 puis on ferme 1 'électrovanne 54 et enfin, on ouvre 1 'électrovanne 52. Ceci fait, le système se trouve dans la configuration déconnectée comme figuré à l'étape 118.
Si la température de l'eau à la sortie du moteur repasse en dessous de la valeur de seuil haut Ts mot 2, le système ne repasse pas immédiatement en configuration connectée mais reste en configuration déconnectée aussi longtemps que la température de l'eau n'est pas redescendue en dessous de la valeur de seuil bas Ts mot 1. Le fait de prévoir un seuil bas et un seuil haut évite ainsi l'instabilité du système et des passages incessants d'un mode à l'autre.

Claims

Revendications
1. Système de gestion de 1 'énergie thermique développée par un moteur thermique (10) de véhicule automobile, comprenant un circuit à haute température (12) intégrant le moteur du véhicule et un radiateur de refroidissement à haute température (20) , ainsi qu'un circuit à basse température (14) intégrant un radiateur de refroidissement à basse température (30, 30a, 30b) , le circuit à haute température et le circuit à basse température étant parcourus par un même fluide caloporteur, caractérisé en ce qu'il comporte un radiateur de refroidissement attribuable
(36) , de premiers moyens de commutation (52) interposés entre le circuit à haute température (12) et le radiateur
\ attribuable (36) et de deuxièmes moyens de commutation (54, 56) interposés entre le circuit à basse température (14) et le radiateur attribuable (36) pour faire passer le système d'une configuration connectée dans ' laquelle le radiateur attribuable est connecté au circuit à basse température à une configuration déconnectée, dans laquelle le radiateur attribuable est connecté au circuit à haute température, et inversement, et en ce que les moyens de commutation (52, 54, 56) sont actionnés séquentiellement après une temporisation (tl, t2) lors du passage de la configuration déconnectée à la configuration connectée et/ou du passage de la configuration connectée à la configuration déconnectée afin de minimiser les chocs thermiques.
2. Système de gestion selon la revendication ,1, caractérisé en ce qu'il comporte une canalisation (40) d'entrée de fluide à haute température qui amène le fluide caloporteur du circuit à haute température (12) au radiateur attribuable (36) et une canalisation de sortie (42) du fluide à haute température qui le ramène du radiateur attribuable (36) au circuit à haute température (12) ; une canalisation (44) d'entrée de fluide à basse température qui amène le fluide caloporteur du circuit à basse température (14) au radiateur attribuable (36) et une canalisation (46) de sortie du fluide à basse température qui le ramène du radiateur attribuable (36) au circuit à basse température (14) ; de premiers et de deuxièmes moyens de commutation (52, 54) étant intercalés respectivement sur la canalisation d'entrée (40) de fluide à haute température et sur la canalisation d'entrée (44) de fluide à basse température.
3. Système de gestion selon la revendication 2, caractérisé en ce que la canalisation de sortie (46) de fluide à basse température est raccordée au circuit à basse température (14) en amont d'une partie (30a) du radiateur à basse température (30) et en ce que de troisièmes moyens de commutation (56) sont montés sur le circuit à basse température entre le départ (58) de la canalisation d'entrée de fluide à basse température et l'arrivée (60) de la canalisation de sortie de fluide à basse température.
4. Système de gestion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de commutation sont commandés par une unité de commande (64) , au moins à un capteur (66) fournissant au moins un paramètre de commande représentatif des besoins de refroidissement du circuit à haute température et/ou du circuit à basse température à l'unité de commande (64) .
5. Système de gestion selon la -revendication 4, caractérisé en ce que le paramètre de commande est choisi dans le groupe comprenant au moins la température du liquide caloporteur à la sortie du moteur (10) , un paramètre de charge du moteur ou un paramètre permettant de connaître l'état de charge du moteur.
6. Système de gestion selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'unité de commande (64) utilise un organigramme de commande qui place le système en configuration connectée au démarrage du véhicule, qui lit le paramètre de commande et le compare à une valeur de seuil bas, le système étant maintenu en configuration connectée tant que la valeur lue du paramètre est inférieure à la valeur de seuil bas.
7. Système de gestion selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organigramme, après avoir comparé le paramètre de commande à une valeur de seuil bas, compare ce paramètre à une valeur de seuil haut et place le système en configuration déconnectée si la valeur lue du paramètre est supérieure à la valeur de seuil haut.
8. Système de gestion selon l'une des revendications 6 à
8, caractérisé en ce que l'organigramme commande immédiatement la commutation des premiers moyens de commutation (52) lorsque la comparaison de la valeur du paramètre de commande au seuil bas, détermine que ce paramètre est inférieur à la valeur de seuil bas, puis la commande des seconds moyens de commutation (54) avec une première temporisation (ti) et enfin la commutation des troisièmes moyens de commutation (56) avec une seconde temporisation (t2) supérieure à la première temporisation
Ct1) .
9. Système de gestion selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'organigramme commande immédiatement la commutation des premiers, deuxièmes et troisièmes moyens de commutation lorsque la comparaison de la valeur du paramètre de commande au seuil haut détermine que ce paramètre est supérieur à la valeur de seuil haut.
10. Système de gestion selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'organigramme commande immédiatement la commutation des troisièmes moyens de commutation (56) lorsque la comparaison de la valeur du paramètre de commande au seuil haut détermine que ce paramètre est supérieur à la valeur de seuil haut, puis la commutation des seconds moyens de commutation (54) avec une première temporisation (ti) et enfin la commutation des premiers moyens de commutation (52) avec une seconde temporisation (t2) supérieure à la première temporisation (tx) .
11. Système de gestion selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens de commutation sont des électrovannes à deux voies.
12. Système de gestion selon l'une des revendications 1 à
11, caractérisé en ce que le radiateur à haute température (20) et le radiateur attribuable (36) sont réalisés sous la forme d'un échangeur unique (38) divisé en une section de ' refroidissement à haute température et une section de refroidissement attribuable.
13. Système de gestion selon l'une des revendications 1 à
12, caractérisé en ce que le circuit à basse température (14) intègre un condenseur (32) à eau faisant partie d'un circuit de. climatisation et/ou un refroidisseur d'air de suralimentation refroidi à l'eau (34) .
14. Système de gestion selon l'une des revendications 1 à
13, caractérisé en ce que le radiateur à basse température (30) est divisé en une première et en une seconde passes de refroidissement (30a, 30b) .
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