WO2017212134A1 - Procede de remplissage en fluide caloporteur d'un circuit de refroidissement - Google Patents

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WO2017212134A1
WO2017212134A1 PCT/FR2017/051247 FR2017051247W WO2017212134A1 WO 2017212134 A1 WO2017212134 A1 WO 2017212134A1 FR 2017051247 W FR2017051247 W FR 2017051247W WO 2017212134 A1 WO2017212134 A1 WO 2017212134A1
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coolant
cooling circuit
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Ludovic Lefebvre
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    • F02N2200/02—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/023—Engine temperature

Definitions

  • the invention relates to a heat transfer fluid filling process during an after-sales maintenance operation of a cooling circuit for an internal combustion engine with optimized thermal management in a motor vehicle.
  • Cooling by a coolant of an internal combustion engine of a motor vehicle is generalized and has, compared with air cooling, the advantage of a higher heat removal capacity.
  • heat transfer fluid As heat transfer fluid is frequently used a mixture comprising a part of pure water and demineralized or softened city water, satisfying the requirements of pH, electrical resistivity, maximum content of mineral elements that can be deposited in the circuit and modify the heat exchange, for example calcium, silicon and magnesium ions, chlorides and bicarbonates.
  • Such a heat transfer fluid requires the absence of dissolved metals which can lead to galvanic corrosion with the constituents of the cooling circuit, for example iron or copper, as well as the absence of microorganisms that can cause the formation of gel in the circuit. .
  • the mixture also contains an antifreeze, frequently based on ethylene glycol or propylene glycol, or any other organic or inorganic compound having the targeted properties especially in terms of resistance to freezing and high temperatures, heat exchange and viscosity, in order to lower the freezing point to -20 ° C to -40 ° C depending on its concentration.
  • the mixture also contains corrosion inhibiting agents protecting the constituents of the engine block, for example the cylinder head and the crankcase and its external cooling circuit, in particular exchangers, water pump, this against corrosion at high temperature.
  • a basic cooling circuit comprises a core of internal cooling fluid to the internal combustion engine itself, connected to a radiator, that is to say a heat exchanger between the outside air and the heat transfer fluid , by two delivery pipes and suction.
  • the coolant filling is then performed by a plug disposed in the upper part of the radiator so that it is the highest point of the cooling circuit, itself also provided with purge screws judiciously located on the cooling circuit so that air can escape from the circuit and the liquid replace it.
  • air exchangers / coolant or heater in the cabin for heating water exchangers / lubricating oil for moving parts internal to the internal combustion engine or the transmission, of water / exhaust gas exchangers for an exhaust gas recirculation line at the engine air intake called EGR line for the source pollution of the internal combustion engine, heat pipes extending under the vehicle body for the heating of the fuel or to additional heating groups in the case of public transport vehicles or buses or to electrical components when the chain traction is hybrid with an electric generator, etc.
  • the continuous improvement of the efficiency of the last generation of thermal engines substantially extends the temperature rise time of the internal combustion engine until it causes the thermostat to open, which is not favored by the production process. filling while the hood of the engine compartment is necessarily open, this especially in an external thermal environment, for example workshop inside the garage or vehicle outside winter, may be under 0 ° C. Even at a room temperature of 10 to 20 ° C and even more below this temperature, the rise in temperature in these conditions of the cold engine until the full opening of its thermostat can take 30 minutes to almost an hour.
  • Thermomanagement devices of the cooling circuit of internal combustion engines mainly an electrically controlled thermostat, or systems as described in documents FR2944321, WO2001 / 57374 or FR2956158, have been developed over the last twenty years. Some devices accelerate the temperature rise phase of the cooling circuit, in particular by cutting the internal liquid flow of the combustion engine, which affects its filling. All devices have, during low loads of the internal combustion engine, as is the case in the filling phase of its circuit, an increase in the opening temperature of the path to the radiator, from a threshold from 80 to 90 ° C to a level exceeding 100 ° C (102 to 105 ° C).
  • these devices In addition to increasing the duration of the rise in temperature of the liquid up to these thresholds, these devices present the risk of a failure of the filling procedure that takes place at atmospheric pressure, the cap of the box of degassing being removed to allow externally supplied liquid to enter the circuit.
  • the table below presents the evolution of the boiling and freezing temperatures of the coolant as a function of its ethylene glycol content, for different altitudes and pressurizations.
  • the coolant has an ethylene glycol content of between 30% and 50%, and more generally 40 to 50%, in the first place to ensure frost resistance in cold outdoor environments.
  • the coolant in addition to demineralized water and ethylene glycol, also includes corrosion inhibitors whose concentration can not be rationally economically dissociated from that of the antifreeze. It is not possible, for uses in geographical areas where it does not go down below -10 ° C but can reach outside temperatures exceeding 40 ° C, to obtain a price similar to that of the state of the art, a heat transfer fluid having an antifreeze content of 30% and a concentration of inhibitors representative of what it would be with an antifreeze diluted to 50%. Thus, the glycol content of 50% also characterizes that in corrosion inhibitors in the liquid and its hot engine protection capacity.
  • cooling circuits of modern engines are pressurized to a value between 1 bar and 1 .4 bar in operation to guarantee a possible operation at high temperatures of heat transfer fluid to ensure a large heat exchange capacity by providing a greater temperature difference between the heat transfer fluid to be cooled and the outside air cooling.
  • WO201 1/099899 proposes a heat transfer fluid filling process of the circuit of an internal combustion engine, for sucking air from the circuit by vacuum generation. This process performs a rapid filling and without residual air and eliminates the need to start the internal combustion engine to cause the internal circulation of the liquid and its rise in temperature to open all branches of the circuit, including the branch to the radiator . This method thus eliminates any risk of burning and failure by boiling of the heat transfer fluid.
  • this process requires expensive equipment generating vacuum in the circuit and is therefore not accessible to a non-specialist.
  • the problem underlying the present invention is to fill the coolant liquid cooling circuit without leaving pockets or residual air bubbles, quickly and efficiently, without expensive equipment generating the vacuum and without risk of burn for the operator, or liquid discharge, without risk of boiling the heat transfer fluid making it impossible to effectively fill the circuit.
  • a filling process of the after-sales filling type of a cooling circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle with a heat transfer fluid, the circuit having a degassing box and at least one thermomotion actuator the method comprising a heat transfer fluid filling phase of the cooling circuit; gravity cooling, with the engine stopped, from a supply of heat-transfer fluid placed above the degassing box, characterized in that, as soon as the ignition is switched on in the vehicle and before the engine is started, it is detected or estimated a coolant level in the cooling circuit and it is proceeded to start the engine and a stabilization of the idling speed only if the heat transfer fluid level is at least at a predetermined level threshold, and in that it is then proceeded to a modification of one or more operating parameters of the internal combustion engine to accelerate a rise in temperature of the heat transfer fluid and a control of said at least one actuator.
  • the technical effect is to obtain a shortening of the duration of the filling phase of the cooling circuit type after-sales and especially to make it effective for sure without risk of burn for the operator and boiling of the heat transfer fluid, which made it impossible to fill the circuit effectively and satisfactorily.
  • the recognition of the life situation of the after-sales cooling circuit type combines the particular control of the parameters of the internal combustion engine and the actuators of the thermo-controlled cooling circuit by dedicating them specifically to this situation. of life, so that it is thus impossible to reproduce this situation of life in normal use of his vehicle by the user.
  • the piloted thermostat naturally began to open at a temperature close to the boiling temperature of the liquid, which would adversely affect the filling of the cooling circuit.
  • the opening start temperature can be greatly lowered.
  • the temperature rise of the coolant is greatly accelerated. It follows that the duration of the filling phase of the cooling circuit is greatly reduced by a factor of two to three.
  • thermo-thermal circuit It is obtained a time saving, by shortening the duration of the after-sale type cooling circuit process by two measurements, an acceleration of the temperature rise of the coolant and a lowering of the temperature of the coolant. opening of the thermostat. It is also obtained a quality advantage with a safe filling of the thermo-thermal circuit. The safety of the filling is guaranteed with cancellation of the risk of burning for the operator and rejection of coolant.
  • the cooling circuit before the modification of one or more parameters of the internal combustion engine and the control of said at least one actuator, it is recognized a filling life situation of the cooling circuit according to three specific operating conditions, the first concerning a speed of the vehicle to be lower than a given speed threshold, the second an engine speed to be greater than a given speed threshold and the third relating to a torque will of the driver to be less than a torque threshold, the torque the will of the conductor being representative of the drive of at least one member implemented during the filling of the cooling circuit, said at least one member being selected from the following organs taken individually or in combination: an alternator, cooling members , like a coolant pump, a piloted thermostat, a fluid outlet housing cooling unit or a motor-fan unit and if these three conditions are fulfilled simultaneously during at least a given minimum time delay, the cooling circuit after-sales-type life situation is recognized and it is changed to the modification of one or more operating parameters of the internal combustion engine and the control of said at least one actuator.
  • said at least one actuator is selected from a coolant pump, a piloted thermostat present in the cooling circuit, a mecatronically controlled actuator, the thermostat or the actuator opening and closing the circulation of heat transfer fluid to a radiator, a motor-fan unit being associated with the radiator.
  • activation is carried out of the piloted thermostat with a thermostat opening start temperature lowered compared to a nominal opening temperature.
  • a fifth time succeeding the fourth time when the temperature of the coolant is less than a fourth threshold, it is proceeded to stop the motor-fan unit.
  • no piloted thermostat is present and at least one mecatronically controlled actuator is present in the cooling circuit by opening and closing the circulation of heat transfer fluid to a radiator, when a difference between the temperature of the heat transfer fluid at a given time and the temperature of the coolant during engine start is greater than a first level of temperature difference, it is proceeded to a gradual opening of the heat transfer fluid flow to the radiator.
  • the difference between the temperature of the coolant at a given instant and the temperature of the heat transfer fluid during the engine start is greater than a second level of temperature difference, it is proceeded to the activation of the group.
  • motor-fan at low speed and, when the difference between the temperature of the coolant at a given instant and the temperature of the coolant during the engine start is less than a third level of temperature difference, it is proceeded to shutdown of the fan motor unit.
  • the respective previous step is repeated.
  • FIGS. 1 and 2 are respective schematic representations of a cooling circuit that can implement the filling method according to the present invention
  • FIGS. 3 and 4 are flow charts of a respective mode according to the present invention of a process for filling with a heat-transfer fluid of a cooling circuit, this with or without a controlled thermostat respectively,
  • FIG. 5 shows three curves with the ordinate of a respective percentage of opening of a radiator branch, a branch branch and another branch in a cooling circuit implementing a filling method according to the present invention. invention, temperature differences being visible on the abscissa,
  • FIG. 6 shows the fields of application, as a function of the temperature of the coolant liquid and the outside temperature, of three deteriorations of the engine efficiency, including a high, a low and a zero,
  • FIG. 7 illustrates the variation of the temperature of the coolant as a function of time with or without degradation of the engine efficiency
  • FIG. 8 illustrates two curves for opening the opening of a thermostat controlled as a function of the temperature of the coolant corresponding respectively to a thermostat powered electrically or not powered.
  • a cooling circuit of the thermal combustion engine of a motor vehicle there is shown a cooling circuit of the thermal combustion engine of a motor vehicle.
  • a cylinder head 1 of the internal combustion engine occupies an intermediate altitude between a radiator 15 and a degassing box 4 and is provided on a cooling fluid outlet box 3 with a degassing pipe 17 opening above the maximum level of coolant in the degassing box.
  • the radiator 15 is then provided with a pipe of degassing 16 opening below the minimum level of heat transfer fluid in the degassing box.
  • the radiator 15 occupies an intermediate altitude between the cylinder head 1 of the internal combustion engine and the degassing box 4.
  • the cylinder head does not have a degassing pipe.
  • the radiator is then provided with a degassing pipe 16 opening above the maximum level of heat transfer fluid in the degassing box.
  • the internal combustion engine is inactive, extinguished and cold so that any action on the cooling circuit is carried out without risk of liquid projection since it is at room temperature and at room temperature. atmospheric pressure.
  • the cooling circuit is open: the pressure-vacuum plug 5 of the degassing box 4 is unscrewed and the operator screws a load cylinder onto the neck.
  • the charge cylinder is a reserve of heat transfer fluid placed above the degassing box 4. It is equipped with an adapter screwing on the neck of the degassing box 4 and a shutter porting the volumes of this charging cylinder with the vehicle cooling circuit at the degassing box 4. This shutter is initially open, and all the purge screws, at least those indexed 8 and 9 respectively installed at high points cooling circuit premises on the coolant outlet housing 3 and at the inlet or outlet of the heater circuit 10 at its passage through an apron.
  • the purge screw 8 located at the highest point of the coolant outlet housing 3 in its vehicle implantation has the role of degassing when filling the circuit cylinder head 1 and the cylinder block 2 of the engine. If the coolant flows through the bleed screw 8 located at the engine outlet at a high point, it is because the engine is largely filled with heat transfer fluid even if air pockets can still be trapped by the often complex geometry of the fluid core of the cylinder head 1.
  • a temperature sensor which measures during operation of the internal combustion engine the temperature of the heat transfer fluid.
  • This probe is continuously immersed in the heat transfer fluid so that the information it delivers is faithful to the thermal state of the engine and is not distorted by the reading of the temperature of a possible air pocket stuck at its level.
  • the bleed screw 8 located at the most the top of the coolant outlet box 3 in its vehicle implantation has the role of degassing when filling the circuit this temperature sensor.
  • the cooling circuit comprises a controlled thermostat 7.
  • thermostat 7 plays an important role because its opening makes it possible to complete the filling of the branch of the circuit connected to the radiator 15 by the radiator inlet pipe 14 and the radiator vent pipe 16. If an air pocket is stuck at its level, its reading of the temperature of the heat transfer fluid will be distorted and the thermostat 7 piloted will not open at the desired temperature, causing the filling procedure to fail.
  • the bleed screw 8 located at the highest point of the coolant outlet box 3 in its vehicle implantation has the role of degassing when filling the circuit 7 controlled thermostat.
  • the purge screw 9 implanted at the highest point of the air heater circuit has the role of degassing the exchanger 10 located in the passenger compartment: if air pockets remained stuck in this circuit, for the use of Flow noises would be audible in the passenger compartment and the heating performance would be degraded or even absent.
  • heat transfer fluid is then introduced into the circuit by the load cylinder.
  • the coolant then flows into the degassing box 4 and into the rest of the circuit via the charging pipe 6 connected to the coolant pump 13, which is inactive since the engine is not running and at the inlet of the Cylinder block 2.
  • the heat transfer fluid level is maintained at its maximum level in the charge cylinder during the entire filling operation.
  • the cooling circuit will therefore fill by gravity at least partially heat transfer fluid flowing from the degassing box 4 and the charging pipe 6 to the coolant pump 13 and in the casing- cylinders 2 and the cylinder head 1 of the engine to its coolant outlet box 3, itself also filled via the bypass tube 19 putting in direct communication the cooling fluid outlet box 3 and the fluid pump cooling 13.
  • the heat transfer fluid flows by gravity into the radiator 15 through its outlet pipe 18: the air initially in the radiator 15 is expelled by the degassing pipe 16 and is expelled from the box degassing 4 and the load cylinder by buoyancy.
  • the radiator inlet pipe 14 is also at least partially filled, air may be trapped along its path in the vehicle implantation and in the absence of a specifically installed open bleed screw on his journey.
  • the coolant flows by gravity into the air heater circuit through the outlet pipes 12 and inlet 1 1 by filling the heater 10.
  • the heat transfer fluid introduced into the circuit by the charging cylinder fills all its constituents by gravity and thanks to the buoyancy of Archimedes, by gradually chasing the air through the bleed screws 8 and 9, which are successively closed by the operator as soon as heat transfer fluid flows continuously.
  • the screws 8 and 9 may not be alone in the cooling circuit, the operator eventually complete the coolant level in the charge cylinder so that it is always filled to its maximum level.
  • the height of the coolant column that represents the charge cylinder allows a slight pressurization of the cooling circuit, facilitating its filling and the expulsion of residual air pockets.
  • the heat transfer fluid reservoir that constitutes the charge cylinder ensures their replacement by heat transfer fluid.
  • a type of after-sales filling includes any significant filling of the cooling circuit filled by gravity.
  • the circuit has at least one thermomanagement actuator, for example a controlled thermostat.
  • a level of heat transfer fluid in the cooling circuit is detected or estimated, which is referenced DnLR .
  • DnLR a level of heat transfer fluid in the cooling circuit
  • a coolant level sensor if it is present then implanted below the minimum level of heat transfer fluid in the degassing box that detects whether it bathes in the heat transfer fluid.
  • an estimate may be made by the operator for example according to the amount of heat transfer fluid poured, or by reading the altitude occupied by a float implanted inside the degassing box in the heat transfer fluid.
  • the heat transfer fluid level sensor transmits the associated information and the start of the internal combustion engine is allowed. It is then when starting the internal combustion engine and stabilizing the engine at idle speed. Then, it is proceeded, on the one hand, to a modification of one or more parameters of the engine with a view to accelerating a rise in temperature of the heat transfer fluid T ° LR and, on the other hand, to a control of said at least one an actuator.
  • the particular control, on the one hand, of the internal combustion engine parameters, makes it possible to accelerate the rise in temperature of the coolant T ° LR to reach more quickly a temperature conducive to the opening of the piloted thermostat or a mechatronic actuator, and secondly, actuators of the thermo-controlled cooling circuit or the opening threshold of the controlled thermostat, makes it possible to lower it to a temperature below its nominal thresholds.
  • the coolant level sensor transmits the associated information and the start of the internal combustion engine is not allowed: the risk It is then necessary to operate the internal combustion engine while the level of heat transfer fluid is therefore insufficient in the cooling circuit.
  • the level of the heat transfer fluid in the degassing box is then under the coolant level sensor so below the minimum required level.
  • this first step may be abandoned or roughly estimated by the operator and the internal combustion engine is allowed to start.
  • the air conditioning of the passenger compartment is deactivated, so that the fan motor unit does not start and do not drive the air conditioning compressor.
  • the cabin air blower is also preferentially cut so as not to slow down the rise in temperature of the coolant T ° LR.
  • a second step is to detect the life situation of after-sales type filling of the cooling circuit.
  • the identification of this mode is not related to a diagnostic request but at the meeting of at least three specific operating conditions.
  • the first condition is that the vehicle speed VV must be less than a given speed threshold APV Vvhl, for example strictly zero, or less than 3km / h to take into account the accuracy of the vehicle speed sensor.
  • the second condition is that the engine speed N must be greater than a given threshold APV Nmot, for example 1450tr / min.
  • the engine speed is continuously maintained at a minimum level in order to impose a sufficient flow rate, velocity and pressure of heat transfer fluid in the cooling circuit to cause the air bubbles that may have jammed, especially in the fluid core. coolant of the cylinder head or in the exchangers of the external circuit.
  • the cooling circuit of the internal combustion engine is provided with a passive device, for example inserted in the coolant outlet housing 3 towards the tube 19 and reducing or cutting the heat transfer fluid flow internally motor, such as a pressure switch as described in FR2956158, to allow the passage through the heat transfer fluid of such a device while in the open position.
  • a passive device for example inserted in the coolant outlet housing 3 towards the tube 19 and reducing or cutting the heat transfer fluid flow internally motor, such as a pressure switch as described in FR2956158, to allow the passage through the heat transfer fluid of such a device while in the open position.
  • the third condition is that an HVAC driver will be less than an APV HVAC threshold.
  • This torque level is set so as to be representative of the drive of the accessories implemented during the filling phase of the cooling circuit.
  • an alternator may be cited for providing the electrical power required for the proper operation of the internal combustion engine. It may also be mentioned cooling components: coolant pump, piloted thermostat, coolant outlet box as described in documents FR2944321, WO2001 / 57374 or FR2956158 or a motor-fan unit.
  • the torque level is set low enough to be met with a low occurrence in actual use.
  • This state APV AP MR is maintained as these three conditions are met simultaneously.
  • the output of this state MR APV act is carried out immediately upon the breaking of one of the three preceding conditions, for example when a return of the engine speed N at idle or if the speed of the vehicle VV becomes non-zero.
  • the after-sales type filling life situation of the cooling circuit can then be recognized again and the control-command of the internal combustion engine and its cooling circuit will then switch back to this particular state, described above. hereinafter, as soon as the three conditions described above are again met simultaneously at least during the time delay Tempo greater than a minimum timeout APV t.
  • the constraint imposed by the present filling process is to maintain the engine speed N constantly above the threshold APV Nmot. This constraint is necessary to differentiate this life situation from the normal driving use and to ensure the outgassing in operation of the cooling circuit after filling.
  • This constraint does not necessarily require that the operator remains inside the vehicle to depress the accelerator pedal so that the engine speed N is constantly above APV Nmot. It is indeed possible to develop a rudimentary tool in order to maintain the engine speed at a constant value greater than the threshold APV Nmot, such as for example a heavy object pressing the accelerator pedal under which is slid into the cellar walk a hold for example in wood.
  • the height of the shim can be calibrated so as to block the depressing of the pedal so that the engine speed is kept constant at a value greater than APV Nmot without being too high, for example less than 2,500 revolutions / min.
  • the cooling fluid pump for example of the disengageable, deactivatable, electric or equipped with a flow cutoff device, is activated so as to provide, within the heat transfer fluid core of the engine and the whole of cooling circuit, the nominal heat transfer fluid flow at engine rotation speed.
  • branches of the cooling circuit are thermomanned according to devices as described without being limiting in documents FR2944321 or WO2001 / 57374, the initial configuration that these systems adopt is that conventionally adopted by the circuits non-thermominer cooling, such as branches degassing, bypass and heater are open.
  • parameters of the internal combustion engine are controlled in order to degrade the engine efficiency to modify the thermal flows and to diffuse more thermal power in the coolant to accelerate the rise in temperature in order to reach a threshold more quickly. given temperature, detailed below, conducive to the opening of the thermostat. This is valid whether the thermostat present in the cooling circuit is controlled or not.
  • a diesel engine it may for example involve the implementation of post-injections and / or increases in wealth.
  • a gasoline engine it may for example be the implementation of more or less important advance withdrawals and / or a particular control distribution laws and / or multiple injections, at different times in the motor cycle.
  • FIG. 6 taken in combination with FIG. 3, shows the location in a domain with the outside temperature as abscissa and the temperature of the heat transfer fluid on the ordinate, a high degradation DEG F, a low degradation DEG f and d degraded degradation DEG desa.
  • Figure 7 shows two rising curves in coolant temperature T ° LR as a function of time t in minutes min for degradation of the activated engine efficiency DEG + and deactivated degradation DEG-.
  • At least two levels of degradation referred to as “weak degradation” DEG f and “strong degradation” DEG F of the engine efficiency according to a strategy generically known as degradation of the engine efficiency Deg word thereafter, are implemented depending on the temperature of the coolant T ° LR output of the engine and the ambient temperature, in order to limit the impacts on including fuel consumption, the dilution of fuel in the lubricating oil, etc.
  • These disadvantages have a limited range in duration and by the occurrence of the after-sales-type filling life situation of the cooling circuit.
  • a temperature threshold of the heat transfer fluid T ° LR motor output can be reached 5 to 20 minutes earlier, resulting in a significant time saving.
  • the degradation of engine performance Deg word will be disabled when a first threshold 1 coolant temperature S T ° LR in engine output is achieved either T ° LR greater than or equal to 1 S, beyond which it is no longer necessary to accelerate the rise in temperature of the coolant T ° LR. From this threshold S 1, it is proceeded to the deactivation of the degradation of engine performance OFF Deg word. Subsequently, the opening of the radiator branch of the cooling circuit is calculated.
  • this branch is equipped with a THP controllable electric thermostat, as for example in documents FR2956158 and WO2001 / 57374, the opening start temperature of the piloted thermostat is greatly lowered, to a value lower than the temperature of the thermostat. Rated opening under the operating conditions encountered during the after-sales filling situation of the cooling circuit.
  • a thermostat can be controlled according to the temperature of the coolant T ° LR for two conventional controls.
  • the first conventional control is called "high threshold" for which the piloted thermostat is subject, apart from the one dedicated to its electrical diagnosis, no power supply.
  • the thermosensitive element of the thermostat then opens according to its high threshold of thermoregulation at the opening start temperature at which it was set.
  • FIG. 8 shows an opening opening of the thermostat Lev open THP as a function of the temperature of the coolant T ° LR, the curve on the left corresponding to a low threshold while the curve on the right corresponds to a high threshold.
  • the opening start of the controlled thermostat can be at 104-105 ° C and fully open at 1 10-1 13 ° C.
  • the second conventional command of the controlled thermostat is called "low threshold", for which the piloted thermostat is subject to a power supply that generates, at its axis or the thermosensitive element, a heat release for example by Joule effect locally decoy the piloted thermostat and cause its opening at a temperature below the high threshold. Under normal operating conditions in severe stresses of the internal combustion engine, it is according to this low threshold that occurs the thermoregulation of the engine and its heat transfer circuit.
  • the thermostat controlled from the switchover in the after-sales mode cooling circuit its power supply is activated and the piloted thermostat is controlled at its low threshold as soon as possible.
  • the coolant temperature T ° LR motor output crosses from below a second threshold S 2 nd temperature higher than the first.
  • the thermostat controlled is not powered or controlled.
  • the first threshold 1 coolant temperature S T ° LR motor output disabling the degradation of engine performance Deg word is between 40 and 50 ° C and the second threshold th 2 fluid temperature S coolant T ° LR motor output for power supply and control the controlled thermostat is between 50 and 55 ° C.
  • control setpoint actually applied to the controlled thermostat is, if necessary, corrected according to its supply voltage so that the electric power supplied to the controlled thermostat is constant regardless of the voltage at its terminals, for example in a range of 8 to 24V, and so that the power supply to the controlled thermostat never exceeds the maximum allowable value, voltage and / or current and / or electrical power.
  • This correction takes particular account of the internal electrical resistance of the piloted thermostat.
  • the pilot thermostat is supplied and controlled to start to open at 60 to 65 ° C.
  • the thermostat is first opened, the volume of coolant stored in the radiator, at a temperature lower than the heat transfer fluid at the engine output, is implemented in the cooling circuit and may cause a decrease in the temperature of the coolant T ° LR at the motor output.
  • This speed can be fixed or calibrated depending on the type of control of the motor-fan unit. This can be done by fixed speed thresholds with relay box and electrical resistance, or continuously variable speed. Actuation of the motor-fan unit, even at low speed GMV V-, has the effect of applying to the radiator an air velocity that is now non-zero. This results in a decrease in the temperature of the heat transfer fluid T ° LR thanks to the air power provided by the motor-fan unit operated in constant low speed GMV V-.
  • the fan motor unit may be maintained in this operating state and at this constant speed until the temperature of the heat transfer fluid T ° LR has dropped by at least 7 ° C, in order to take into account, in particular, the hysteresis when the controlled thermostat is closed again, always powered and controlled.
  • a fourth threshold 4 th S temperature so when the temperature of the coolant is less than a fourth threshold or T ° LR ⁇
  • the motor fan unit is disabled Arr GMV.
  • the activation of the motor-fan unit does not meet any need for cooling of the internal combustion engine or of an organ of its cooling circuit: it serves only to alert the operator, by the noise emitted, that at shutdown motorcycle fan group the procedure of filling type after-sales of the cooling system can be considered complete.
  • the operator then puts the engine idle, for example by removing the weight pressing the accelerator pedal, when the pedal has been blocked by such means.
  • the filling process then instantly leaves the after-sales filling mode of the cooling circuit, as explained above in the exit conditions of the after-sales filling mode.
  • the operator cuts the internal combustion engine, closes the charge cylinder with the aid of the shutter, unscrews it from the degassing box 4, puts the heat-transfer fluid at the maximum level, or by supplementing with fluid coolant either by sucking for example with a syringe and screw the cap 5.
  • the level of heat transfer fluid in the degassing box 4 having been made hot and spotted at the maximum level, the vehicle is allowed to cool to room temperature and the coolant level in the degassing box 4 is again controlled this time cold under ambient conditions of temperature and atmospheric pressure. It must not have dropped below the minimum level. If necessary, cold, the operator proceeds to a final additional complement of heat transfer fluid to bring the level of heat transfer fluid in the degassing box 4 to the maximum level.
  • the degradation of the motor efficiency Deg word makes it possible to increase the temperature of the heat transfer fluid and the opening of the controlled thermostat more quickly.
  • a temperature threshold for example 60 ° C, lower than those of the state of the art, allows to complete the filling and degassing of the radiator branch of the circuit earlier. The saving of time is thus done on two boards: acceleration of the rise in temperature of the coolant T ° LR and lowering of the opening temperature of the thermostat.
  • some heat transfer circuit architectures are such that the radiator branch is not equipped with a thermostat to ensure its opening, but a controlled actuator mecatronically, for example of the stepper motor type, as is the case, for example, in the document FR2944321.
  • the closure of the branch branch is adapted to the opening of the radiator branch to maintain the internal motor flow rate during the entire tilting phase between the two instructions. It takes into account the different pressure losses of these two branches and also include the hydraulic permeability of the radiator and the inlet and outlet pipes.
  • the volume of coolant fluid stored in the radiator is implemented in the cooling circuit and may cause a decrease.
  • the evolution of the temperature of the coolant T ° LR allows, as indicated in FIG. 5, according to the resultant evolution of the temperature of the heat transfer fluid T ° LR, to gradually close, completely, the radiator branch and gradually reopen, if not totally, the branch branch.
  • the fan motor unit is then maintained in this operating state and at this constant speed until the temperature of the coolant T ° LR has decreased by reaching or passing below a third level of temperature difference. ⁇ 3 which is smaller than the second level of difference ⁇ 2 but greater than the first level ⁇ 1, ie T ° LR - T0LR dem ⁇ 3. [001 12] At the crossing of this temperature threshold of the heat transfer fluid T ° LR from above, the motor-fan unit is deactivated Arr GMV. Again, the activation of the motor-fan unit only serves to alert the operator, by the noise emitted, that at the end of the motor-fan unit the procedure of filling type after-sales of the cooling circuit can be considered complete.
  • the cooling circuit has a particular complexity, due for example to the undercounting of part of the cooling circuit, the presence of additional heat exchangers, etc.
  • Their implementation requires the addition of purge screws at sensible locations of the cooling circuit and the operation of which requires the use of sensors, for example one or more temperature sensors and / or actuators, such as for example a additional coolant pump, thermostatic or solenoid valves, etc.
  • the electric coolant pumps are constantly controlled and driven at their nominal flow, in order to favor, by the suction, provide the heat transfer fluid filling of the section of the cooling circuit on which they are implanted and the solenoid valves occupy the position allowing the circulation of the coolant in the portion of the cooling circuit that they control.
  • the present invention also relates to a cooling circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the filling of the circuit with a heat transfer fluid is in accordance with such a filling process.
  • the cooling circuit may comprise at least one controlled thermostat or an actuator whose operation is independent of the temperature.

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Abstract

Procédé de remplissage du type remplissage en après-vente d'un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile par un fluide caloporteur, le circuit de refroidissement étant rempli par gravité et présentant au moins un actionneur de thermomanagement. Dès une mise sous contact (Msc) dans le véhicule et avant le démarrage du moteur, il est détecté ou estimé (DnLR) un niveau de fluide caloporteur dans le circuit de refroidissement et si le niveau de fluide caloporteur est au moins à un seuil de niveau prédéterminé, il est procédé au démarrage du moteur à combustion interne et à une stabilisation du régime au ralenti et il est ensuite procédé, d'une part, à une modification d'un ou de plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne en vue d'accélérer une montée en température du fluide caloporteur (T°LR) et, d'autre part, à une commande dudit au moins un actionneur.

Description

PROCEDE DE REMPLISSAGE EN FLUIDE CALOPORTEUR D'UN CIRCUIT DE
REFROIDISSEMENT
[0001 ] L'invention concerne un procédé de remplissage en fluide caloporteur lors d'une opération de maintenance en après-vente d'un circuit de refroidissement pour un moteur à combustion interne doté d'une gestion thermique optimisée dans un véhicule automobile.
[0002] Le refroidissement par un fluide caloporteur d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile est généralisé et présente, par rapport à un refroidissement par air, l'avantage d'une capacité d'évacuation de chaleur supérieure.
[0003] Comme fluide caloporteur il est fréquemment utilisé un mélange, comprenant une part d'eau pure et déminéralisée ou d'eau de ville adoucie, satisfaisant des exigences de pH, de résistivité électrique, de teneur maximale en éléments minéraux pouvant se déposer dans le circuit et modifier l'échange thermique, par exemple des ions calcium, silicium et magnésium, des chlorures et des bicarbonates. Un tel fluide caloporteur requiert l'absence de métaux dissous pouvant entraîner une corrosion galvanique avec les constituants du circuit de refroidissement, par exemple du fer ou du cuivre, ainsi que l'absence de micro-organismes pouvant causer la formation de gel dans le circuit.
[0004] Le mélange contient également un antigel, fréquemment à base d'éthylène glycol ou de propylène glycol, ou toute autre composé organique ou minéral ayant les propriétés ciblées notamment en termes de tenue au gel et aux hautes températures, d'échange thermique et de viscosité, afin d'en abaisser le point de congélation jusqu'à -20 °C à -40 °C selon sa concentration. Le mélange contient aussi des agents inhibiteurs de corrosion protégeant les constituants du bloc moteur, par exemple la culasse et le carter-cylindres et son circuit de refroidissement externe, notamment échangeurs, pompe à eau, ceci contre la corrosion à haute température. [0005] L'adoption puis la généralisation du refroidissement par liquide de tels moteurs thermiques, aux dépens de refroidissement par air, s'est accompagnée d'un procédé relativement simple de remplissage des circuits de refroidissement des moteurs. Ce procédé se caractérise principalement par l'absence d'outillage spécifique, notamment d'appareil créant le vide dans le circuit de refroidissement ou se connectant à un calculateur du moteur à combustion interne ou de la chaîne de traction via la prise diagnostic ou d'appareil requérant un démontage excessif de pièces du sous capot ou du circuit caloporteur. Le procédé de remplissage peut aussi être réalisé par un non- spécialiste. [0006] Un circuit de refroidissement de base comprend un noyau de fluide de refroidissement interne au moteur à combustion interne lui-même, relié à un radiateur, c'est-à-dire un échangeur thermique entre l'air extérieur et le fluide caloporteur, par deux tuyaux de refoulement et d'aspiration. [0007] Le remplissage en fluide caloporteur s'effectue alors par un bouchon disposé en partie supérieure du radiateur de sorte qu'il soit le point le plus haut du circuit de refroidissement, lui-même par ailleurs doté de vis de purge implantées judicieusement sur le circuit de refroidissement afin que l'air puisse s'échapper du circuit et le liquide le remplacer. [0008] Il se développe une complexification continue de l'architecture de ces circuits de refroidissement avec, notamment, l'ajout d'échangeurs air/fluide de refroidissement ou aérotherme dans l'habitacle pour en assurer le chauffage, d'échangeurs eau/huile de lubrification des pièces mobiles internes au moteur à combustion interne ou à la transmission, d'échangeurs eau/gaz d'échappement pour une ligne de recirculation des gaz d'échappement à l'admission d'air du moteur appelée ligne RGE servant à la dépollution à la source du moteur à combustion interne, tuyaux caloporteurs se prolongeant sous la caisse du véhicule pour le réchauffage du carburant ou vers des groupes de chauffage additionnels dans le cas de véhicules de transport collectif ou bus ou vers des composants électriques lorsque la chaîne de traction est hybride avec une génératrice électrique, etc.
[0009] De plus, il se produit une évolution de style des véhicules automobiles depuis l'origine, en réponse notamment aux contraintes sécuritaires réglementaires, par exemple capots plongeants de sorte que le radiateur n'est plus le point haut du circuit et besoin de pressurisation et de dégazage en fonctionnement de ces circuits de refroidissement. Ceci généralise un recours à des vases d'expansion ou boîtes de dégazage dont le niveau minimal est le point le plus haut du circuit caloporteur.
[0010] Malgré cette complexification et cette évolution, l'homme du métier a toujours réussi à permettre un remplissage relativement simple de ces circuits de refroidissement et à maintenir actif le procédé de remplissage originel. Un tel procédé de remplissage en liquide des circuits de refroidissement montre néanmoins ses limites.
[001 1 ] Il est d'abord nécessaire, pour garantir un remplissage parfait en fluide caloporteur, sans poches ou bulles d'air résiduelles, une fois le circuit rempli par gravité le moteur étant froid pour éviter tout risque de brûlure de l'opérateur, de démarrer et faire tourner le moteur à combustion interne afin, d'une part, d'entraîner la pompe à eau pour mettre en circulation le liquide puis, d'autre part, de le faire monter en température jusqu'à provoquer l'ouverture d'un thermostat afin d'assurer le remplissage et le dégazage du radiateur. [0012] En effet, l'air piégé dans le circuit de refroidissement pourrait se dissoudre dans le fluide caloporteur, s'expanser avec la température régnant dans le circuit pour provoquer le refoulement et le rejet de liquide à l'extérieur de la boîte de dégazage ou se coincer dans les interstices du noyau de la culasse pour en dégrader le refroidissement. Ce procédé de remplissage conventionnel en liquide des circuits de refroidissement requiert donc, à un moment donné de son processus, que le moteur tourne et chauffe sous charge quasiment nulle puisque le moteur tourne alors à vide sans entraîner en rotation les roues du véhicule.
[0013] Or, l'amélioration continue des rendements des moteurs thermiques de dernière génération allonge sensiblement le temps de montée en température du moteur à combustion interne jusqu'à en provoquer l'ouverture du thermostat, que ne favorise pas la réalisation du procédé de remplissage alors que le capot du compartiment moteur est nécessairement ouvert, ceci particulièrement dans une ambiance thermique extérieure, par exemple atelier en intérieur du garage ou véhicule à l'extérieur l'hiver, pouvant être sous 0°C. [0014] Même par une température ambiance de 10 à 20 °C et d'autant plus en deçà de cette température, la montée en température dans ces conditions du moteur froid jusqu'à la pleine ouverture de son thermostat peut prendre de 30 minutes à près d'une heure.
[0015] Des dispositifs de thermomanagement du circuit de refroidissement des moteurs à combustion interne, principalement un thermostat piloté électriquement, ou des systèmes tels que décrits dans les documents FR2944321 , WO2001/57374 ou FR2956158, ont été développés ces vingt dernières années. Certains dispositifs accélèrent la phase de montée en température du circuit de refroidissement, notamment en coupant la circulation de liquide en interne du moteur à combustion, ce qui nuit à son remplissage. [0016] Tous les dispositifs présentent, lors de faibles sollicitations du moteur à combustion interne, comme c'est le cas en phase de remplissage de son circuit, une augmentation de la température d'ouverture de la voie vers le radiateur, depuis un seuil de 80 à 90°C jusqu'à un niveau dépassant 100°C (102 à105°C). [0017] Outre l'augmentation de la durée de la montée en température du liquide jusqu'à ces seuils, ces dispositifs présentent le risque d'un échec de la procédure de remplissage qui se déroule à pression atmosphérique, le bouchon de la boîte de dégazage étant enlevé pour permettre au liquide fourni extérieurement de pénétrer dans le circuit. Le tableau ci-dessous présente l'évolution des températures d'ébullition et de congélation du fluide caloporteur en fonction de sa teneur en éthylène-glycol, pour différentes altitudes et pressurisations.
Figure imgf000006_0001
[0018] Le fluide caloporteur a une teneur en éthylène-glycol comprise entre 30% et 50%, et plus généralement de 40 à 50%, afin en premier lieu d'assurer la tenue au gel dans des environnements extérieurs froids.
[0019] Le fluide caloporteur, outre l'eau déminéralisée et l'éthylène glycol, comprend aussi des inhibiteurs de corrosion dont la concentration ne peut être, de façon rationnelle économiquement, dissociée de celle de l'antigel. Il n'est ainsi pas possible, pour des usages en zones géographiques où l'on ne descend guère sous -10 °C mais pouvant atteindre des températures extérieures dépassant 40 °C, d'obtenir à un prix semblable à celui de l'état de l'art, un fluide caloporteur ayant une teneur en antigel de 30% et une concentration en inhibiteurs représentative de ce qu'elle serait avec un antigel dilué à 50%. Ainsi, la teneur en glycol de 50% caractérise également celle en inhibiteurs de corrosion dans le liquide et sa capacité de protection du moteur à chaud.
[0020] Par ailleurs, les circuits de refroidissement des motorisations modernes sont pressurisés à une valeur comprise entre 1 bar et 1 .4 bar en fonctionnement pour garantir un fonctionnement possible à des températures de fluide caloporteur élevées pour assurer une capacité d'échange thermique importante en ménageant un écart de température plus important entre le fluide caloporteur à refroidir et l'air extérieur de refroidissement.
[0021 ] Le remplissage du circuit de refroidissement s'effectuant à la pression atmosphérique, qualifiée de pressurisation nulle dans le tableau ci-dessus, elle-même sensible à l'altitude, la procédure associée ne doit pas provoquer de rejet de liquide à des températures pouvant brûler l'opérateur, ni en dernier lieu atteindre les températures d'ébullition du fluide caloporteur compte tenu de sa teneur en antigel, de la pression atmosphérique et de l'altitude. [0022] Or, sous la faible sollicitation du moteur à combustion interne pendant la phase de remplissage de son circuit de refroidissement, la branche vers le radiateur commence à s'ouvrir à une température de 97°C à 105°C, provoqiant l'impossibilité de remplir le circuit de refroidissement dans ces conditions.
[0023] Le document WO201 1/099899 propose un procédé de remplissage en fluide caloporteur du circuit d'un moteur à combustion interne, permettant d'aspirer l'air du circuit par génération de vide. Ce procédé réalise un remplissage rapide et sans air résiduel et s'affranchit de la nécessité de démarrer le moteur à combustion interne pour provoquer la circulation interne du liquide et sa montée en température pour ouvrir toutes les branches du circuit, notamment la branche vers le radiateur. [0024] Ce procédé s'affranchit ainsi de tout risque de brûlure et d'échec par ébullition du fluide caloporteur. Cependant, ce procédé requiert un appareillage onéreux générant le vide dans le circuit et n'est donc pas accessible à un intervenant non spécialisé.
[0025] Le problème à la base de la présente invention est de remplir en liquide caloporteur un circuit de refroidissement sans y laisser de poches ou bulles d'air résiduelles, de manière rapide et efficace, sans appareillage onéreux générant le vide et sans risque de brûlure pour l'opérateur, ni de rejet de liquide, ceci sans risque d'ébullition du fluide caloporteur rendant impossible le remplissage effectif du circuit.
[0026] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un procédé de remplissage du type remplissage en après-vente d'un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile par un fluide caloporteur, le circuit présentant une boite de dégazage et au moins un actionneur de thermomanagement, le procédé comprenant une phase de remplissage en fluide caloporteur du circuit de refroidissement par gravité, moteur arrêté, à partir d'une réserve de fluide caloporteur placée au-dessus de la boite de dégazage, caractérisé en ce que, dès une mise sous contact dans le véhicule et avant le démarrage du moteur, il est détecté ou estimé un niveau de fluide caloporteur dans le circuit de refroidissement et il n'est procédé au démarrage du moteur et à une stabilisation du régime au ralenti que si le niveau de fluide caloporteur est au moins à un seuil de niveau prédéterminé, et en ce qu'il est ensuite procédé, à une modification d'un ou de plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne en vue d'accélérer une montée en température du fluide caloporteur et à une commande dudit au moins un actionneur. [0027] L'effet technique est d'obtenir un raccourcissement de la durée de la phase de remplissage du circuit de refroidissement de type après-vente et surtout de la rendre efficace à coup sûr sans risque de brûlure pour l'opérateur et d'ébullition du fluide caloporteur, ce qui rendait impossible un remplissage effectif et satisfaisant du circuit.
[0028] Par ailleurs, la reconnaissance de la situation de vie du remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement associe le pilotage particulier des paramètres du moteur à combustion interne et des actionneurs du circuit de refroidissement thermomanagé en les dédiant spécifiquement à cette situation de vie, de sorte qu'il soit ainsi impossible de reproduire cette situation de vie en usage normal de son véhicule par l'utilisateur. [0029] Par exemple, pour un thermostat piloté sans mise en œuvre du procédé, le thermostat piloté aurait naturellement commencé à s'ouvrir à une température proche de la température d'ébullition du liquide, ce qui nuirait au remplissage du circuit de refroidissement. Par le pilotage du thermostat conforme au procédé selon l'invention, la température de début d'ouverture peut être fortement abaissée. D'autre part, par la commande de paramètres du moteur à combustion interne, la montée en température du fluide caloporteur est fortement accélérée. Il s'ensuit que la durée de la phase de remplissage du circuit de refroidissement est fortement diminuée, d'un facteur deux à trois.
[0030] Il est obtenu un gain de temps, par raccourcissement de la durée du procédé de remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement par deux mesures, une accélération de la montée en température du fluide caloporteur et un abaissement de la température d'ouverture du thermostat. Il est aussi obtenu un avantage de qualité avec un remplissage sans échec du circuit thermomanagé. La sécurité du remplissage est garantie avec annulation du risque de brûlure pour l'opérateur et de rejet de fluide de refroidissement. [0031 ] Avantageusement, avant la modification d'un ou de plusieurs paramètres du moteur à combustion interne et la commande dudit au moins un actionneur, il est reconnu une situation de vie de remplissage du circuit de refroidissement selon trois conditions de fonctionnement spécifiques, la première concernant une vitesse du véhicule devant être inférieure à un seuil de vitesse donné, la deuxième un régime moteur devant être supérieur à un seuil de régime donné et la troisième concernant un couple volonté du conducteur devant être inférieur à un seuil de couple, le couple volonté du conducteur étant représentatif de l'entraînement d'au moins un organe mis en œuvre lors du remplissage du circuit de refroidissement, ledit au moins un organe étant choisi parmi les organes suivants pris unitairement ou en combinaison : un alternateur, des organes de refroidissement, comme une pompe à fluide de refroidissement, un thermostat piloté, un boîtier de sortie de fluide de refroidissement ou un groupe moto-ventilateur et si ces trois conditions sont remplies simultanément pendant au moins une temporisation minimale donnée, la situation de vie de remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement est reconnue et il est passé à la modification d'un ou de plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne et à la commande dudit au moins un actionneur.
[0032] Avantageusement, ledit au moins un actionneur est sélectionné parmi une pompe à fluide de refroidissement, un thermostat piloté présent dans le circuit de refroidissement, un actionneur commandé mécatroniquement, le thermostat ou l'actionneur ouvrant et fermant la circulation de fluide caloporteur vers un radiateur, un groupe moto-ventilateur étant associé au radiateur.
[0033] Avantageusement, quand le thermostat piloté est présent dans le circuit de refroidissement,
- dans un premier temps, il est procédé à une augmentation du débit de fluide caloporteur dans le circuit de refroidissement en fonction du régime du moteur et à la modification d'un ou de paramètres du moteur conduisant à une dégradation du rendement du moteur sans que le thermostat soit piloté, jusqu'à ce que la température du fluide caloporteur soit supérieure à un premier seuil de température prédéterminé,
- dans un deuxième temps succédant au premier temps quand la température du fluide caloporteur est supérieure au premier seuil, il est procédé à la désactivation de la dégradation du rendement du moteur,
- dans un troisième temps succédant au deuxième temps quand la température du fluide caloporteur est supérieure à un deuxième seuil, il est procédé à l'activation du thermostat piloté avec une température de début d'ouverture du thermostat abaissée par rapport à une température d'ouverture nominale.
[0034] Avantageusement,
- dans un quatrième temps succédant au troisième temps, quand la température du fluide caloporteur est supérieure à un troisième seuil, il est procédé à l'activation d'un groupe moto-ventilateur à petite vitesse, et,
- dans un cinquième temps succédant au quatrième temps, quand la température du fluide caloporteur est inférieure à un quatrième seuil, il est procédé à l'arrêt du groupe moto-ventilateur. [0035] Avantageusement, quand aucun thermostat piloté n'est présent et qu'au moins un actionneur commandé mécatroniquement est présent dans le circuit de refroidissement en ouvrant et fermant la circulation de fluide caloporteur vers un radiateur, lorsqu'un écart entre la température du fluide caloporteur à un instant donné et la température du fluide caloporteur lors du démarrage moteur est supérieure à un premier niveau d'écart de température, il est procédé à une ouverture progressive de la circulation de fluide caloporteur vers le radiateur.
[0036] Avantageusement, simultanément à l'ouverture progressive de circulation de fluide caloporteur vers le radiateur, il est procédé à une fermeture progressive d'une circulation de fluide en dérivation du radiateur de sorte qu'un débit constant soit maintenu vers le moteur dans le circuit de refroidissement pendant les ouverture et fermeture respectives.
[0037] Avantageusement, quand l'écart entre la température du fluide caloporteur à un instant donné et la température du fluide caloporteur lors du démarrage moteur est supérieur à un deuxième niveau d'écart de température, il est procédé à l'activation du groupe moto-ventilateur à petite vitesse et, quand l'écart entre la température du fluide caloporteur à un instant donné et la température du fluide caloporteur lors du démarrage moteur est inférieur à un troisième niveau d'écart de température, il est procédé à l'arrêt du groupe moto-ventilateur.
[0038] Avantageusement, quand la température du fluide caloporteur n'est pas supérieure au deuxième ou troisième seuil ou inférieure au quatrième seuil ou quand l'écart entre température du fluide caloporteur et la température du fluide caloporteur lors du démarrage moteur n'est pas supérieur respectivement au premier ou au deuxième niveau d'écart de température ou inférieur au troisième niveau d'écart de température, l'étape précédente respective est répétée.
[0039] 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 :
- les figures 1 et 2 sont des représentations schématiques respectives d'un circuit de refroidissement pouvant mettre en œuvre le procédé de remplissage selon la présente invention,
- les figures 3 et 4 sont des logigrammes d'un mode respectif selon la présente invention d'un procédé de remplissage par un fluide caloporteur d'un circuit de refroidissement, ceci respectivement avec ou sans thermostat piloté,
- la figure 5 montre trois courbes avec en ordonnée un pourcentage d'ouverture respective d'une branche de radiateur, d'une branche de dérivation et d'une autre branche dans un circuit de refroidissement mettant en œuvre un procédé de remplissage selon la présente invention, des écarts de température étant visibles en abscisse,
- la figure 6 montre les domaines d'application, en fonction de la température du liquide caloporteur et de la température extérieure, de trois dégradations du rendement moteur dont une forte, une faible et une nulle,
- la figure 7 illustre la variation de la température du liquide caloporteur en fonction du temps avec ou sans dégradation du rendement moteur,
- la figure 8 illustre deux courbes de levée d'ouverture d'un thermostat piloté en fonction de la température du fluide caloporteur correspondant respectivement à un thermostat alimenté électriquement ou non alimenté.
[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 aux figures 1 et 2, il est montré un circuit de refroidissement du moteur à combustion thermique d'un véhicule automobile. A la figure 1 , une culasse 1 du moteur à combustion interne occupe une altitude intermédiaire entre un radiateur 15 et une boîte de dégazage 4 et est dotée sur un boîtier de sortie de fluide de refroidissement 3 d'un tuyau de dégazage 17 débouchant au-dessus du niveau maximal de fluide caloporteur dans la boîte de dégazage. Le radiateur 15 est alors doté d'un tuyau de dégazage 16 débouchant en-dessous du niveau minimal de fluide caloporteur dans la boîte de dégazage.
[0042] A la figure 2, le radiateur 15 occupe une altitude intermédiaire entre la culasse 1 du moteur à combustion interne et la boîte de dégazage 4. La culasse ne comporte pas de tuyau de dégazage. Le radiateur est alors doté d'un tuyau de dégazage 16 débouchant au-dessus du niveau maximal de fluide caloporteur dans la boîte de dégazage.
[0043] Au début du remplissage, le moteur à combustion interne est inactif, éteint et froid de sorte que toute action sur le circuit de refroidissement s'effectue sans risque de projection de liquide puisque celui-ci est à la température ambiante et à la pression atmosphérique. Le circuit de refroidissement est ouvert : le bouchon de pression- dépression 5 de la boîte de dégazage 4 est dévissé et l'opérateur visse sur le goulot un cylindre de charge.
[0044] Le cylindre de charge constitue une réserve de fluide caloporteur placée au- dessus de la boîte de dégazage 4. Il est équipé d'un adaptateur se vissant sur le goulot de la boîte de dégazage 4 et d'un obturateur mettant en communication les volumes de ce cylindre de charge avec le circuit de refroidissement du véhicule au niveau de la boîte de dégazage 4. Cet obturateur est initialement ouvert, ainsi que toutes les vis de purges, a minima celles indicées 8 et 9 respectivement installées en des points hauts locaux du circuit de refroidissement sur le boîtier de sortie de fluide de refroidissement 3 et en entrée ou en sortie du circuit aérotherme 10 au niveau de son passage à travers un tablier.
[0045] La vis de purge 8 implantée au point le plus haut du boîtier de sortie de fluide de refroidissement 3 dans son implantation véhicule a pour rôle de dégazer lors du remplissage du circuit la culasse 1 et le carter-cylindres 2 du moteur. Si le fluide caloporteur s'écoule par la vis de purge 8 implantée en sortie du moteur en un point haut, c'est que le moteur est en grande partie rempli de fluide caloporteur même si des poches d'air peuvent quand même avoir été piégées par la géométrie souvent complexe du noyau de fluide de la culasse 1 .
[0046] Il peut être utilisé une sonde de température qui mesure lors du fonctionnement du moteur à combustion interne la température du fluide caloporteur. Cette sonde baigne continûment dans le fluide caloporteur pour que l'information qu'elle délivre soit fidèle à l'état thermique du moteur et ne soit pas faussée par la lecture de la température d'une éventuelle poche d'air coincée à son niveau. La vis de purge 8 implantée au point le plus haut du boîtier de sortie de fluide de refroidissement 3 dans son implantation véhicule a pour rôle de dégazer lors du remplissage du circuit cette sonde de température.
[0047] Le circuit de refroidissement comprend un thermostat 7 piloté. Dans cette opération de remplissage, il joue un rôle important car son ouverture permet de compléter le remplissage de la branche du circuit reliée au radiateur 15 par le tuyau 14 d'entrée radiateur et le tuyau de dégazage radiateur 16. Si une poche d'air est coincée à son niveau, sa lecture de la température du fluide caloporteur sera faussée et le thermostat 7 piloté ne s'ouvrira pas à la température voulue, faisant s'échouer la procédure de remplissage. La vis de purge 8 implantée au point le plus haut du boîtier de sortie de fluide de refroidissement 3 dans son implantation véhicule a pour rôle de dégazer lors du remplissage du circuit le thermostat 7 piloté.
[0048] La vis de purge 9 implantée au point le plus haut du circuit aérotherme a pour rôle de dégazer l'échangeur 10 se trouvant dans l'habitacle : si des poches d'air restaient coincées dans ce circuit, à l'usage des bruits d'écoulement seraient audibles dans l'habitacle et la prestation de chauffage serait dégradée voire absente.
[0049] Lors d'un procédé de remplissage, du fluide caloporteur est alors introduit dans le circuit par le cylindre de charge. Le fluide caloporteur se répand alors dans la boîte de dégazage 4 puis dans le reste du circuit via le tuyau de mise en charge 6 connecté à la pompe à fluide de refroidissement 13, alors inactive puisque le moteur ne tourne pas et à l'entrée du carter-cylindres 2. Le niveau de fluide caloporteur est maintenu à son niveau maximal dans le cylindre de charge pendant toute l'opération de remplissage.
[0050] Le circuit de refroidissement va donc se remplir par gravité au moins partiellement en fluide caloporteur qui s'écoule depuis la boîte de dégazage 4 et le tuyau de mise en charge 6 à la pompe à fluide de refroidissement 13 et dans le carter-cylindres 2 et la culasse 1 du moteur jusqu'à son boîtier de sortie de fluide de refroidissement 3, lui-même également rempli via le tube de dérivation 19 mettant en communication directe le boîtier de sortie de fluide de refroidissement 3 et la pompe à fluide de refroidissement 13.
[0051 ] Dans le même temps, le fluide caloporteur s'écoule par gravité dans le radiateur 15 par son tuyau de sortie 18 : l'air initialement dans le radiateur 15 en est chassé par le tuyau de dégazage 16 et est expulsé de la boîte de dégazage 4 et du cylindre de charge par la poussée d'Archimède. [0052] Le tuyau d'entrée radiateur 14 est lui aussi au moins partiellement rempli, de l'air pouvant s'y trouver piégé selon son parcours dans l'implantation véhicule et en l'absence d'une vis de purge ouverte spécifiquement implantée sur son parcours. De même, le fluide caloporteur s'écoule par gravité dans le circuit aérotherme par les tuyaux de sortie 12 et d'entrée 1 1 en remplissant l'aérotherme 10. Ainsi, le fluide caloporteur introduit dans le circuit par le cylindre de charge en remplit tous ses constituants par gravité et grâce à la poussée d'Archimède, en chassant au fur et à mesure l'air par les vis de purge 8 et 9, qui sont successivement fermées par l'opérateur dès que du fluide caloporteur s'en écoule continûment. [0053] A la fermeture de la dernière vis de purge, les vis 8 et 9 pouvant ne pas être les seules du circuit de refroidissement, l'opérateur complète éventuellement le niveau de fluide caloporteur dans le cylindre de charge de sorte qu'il soit toujours rempli à son niveau maximal. Ainsi, la hauteur de la colonne de fluide caloporteur que représente le cylindre de charge permet une légère pressurisation du circuit de refroidissement, facilitant son remplissage et l'expulsion des poches d'air résiduelles. La réserve de fluide caloporteur que constitue le cylindre de charge assure leur remplacement par du fluide caloporteur.
[0054] Dans le cadre de la présente invention, il est un procédé de remplissage d'un circuit de refroidissement par un fluide caloporteur du type remplissage en après-vente pour le refroidissement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Un remplissage du type en après-vente regroupe tout remplissage conséquent du circuit de refroidissement rempli par gravité.
[0055] Le circuit présente au moins un actionneur de thermomanagement, par exemple un thermostat piloté. En se référant particulièrement aux figures 3 et 4, dès une mise sous contact Msc dans le véhicule et avant le démarrage du moteur à combustion interne, il est détecté ou estimé un niveau de fluide caloporteur dans le circuit de refroidissement, ce qui est référencé DnLR. Ceci peut être fait par un détecteur de niveau de fluide caloporteur, s'il est présent alors implanté sous le niveau minimal du fluide caloporteur dans la boîte de dégazage qui détecte s'il baigne dans le fluide caloporteur. En alternative, une estimation peut être faite par l'opérateur par exemple selon la quantité de fluide caloporteur versée, ou par la lecture de l'altitude occupée par un flotteur implanté à l'intérieur de la boîte de dégazage dans le fluide caloporteur.
[0056] Dans la positive, si le niveau de fluide caloporteur est au moins à un seuil de niveau prédéterminé, le détecteur de niveau de fluide caloporteur transmet l'information associée et le démarrage du moteur à combustion interne est autorisé. Il est alors procédé au démarrage du moteur à combustion interne et à une stabilisation du régime au ralenti Dem ral. Ensuite, il est procédé, d'une part, à une modification d'un ou de paramètres du moteur en vue d'accélérer une montée en température du fluide caloporteur T° LR et, d'autre part, à une commande dudit au moins un actionneur. [0057] Le pilotage particulier, d'une part, des paramètres du moteur à combustion interne, permet d'accélérer la montée en température du fluide caloporteur T° LR pour atteindre plus rapidement une température propice à l'ouverture du thermostat piloté ou d'un actionneur mécatronique, et d'autre part, des actionneurs du circuit de refroidissement thermomanagé ou du seuil d'ouverture du thermostat piloté, permet de l'abaisser à une température inférieure à ses seuils nominaux.
[0058] Dans la négative, si le niveau de fluide caloporteur est en dessous du seuil de niveau prédéterminé, le détecteur de niveau de fluide caloporteur transmet l'information associée et le démarrage du moteur à combustion interne n'est pas permis : le risque est alors de faire fonctionner le moteur à combustion interne alors que le niveau de fluide caloporteur est par conséquent insuffisant dans le circuit de refroidissement.
[0059] En effet, le niveau du fluide caloporteur dans la boîte de dégazage se trouve alors sous le détecteur de niveau de fluide caloporteur donc sous le niveau minimal requis. Il peut y avoir présence de poches d'air dans le circuit pouvant endommager le moteur à combustion interne, notamment lors du pilotage particulier des paramètres du moteur afin d'accélérer la montée en température du fluide caloporteur T° LR pour atteindre plus rapidement une température propice à l'ouverture du thermostat, ainsi que les constituants du circuit caloporteur, dont en particulier le thermostat piloté quand présent s'il est électriquement alimenté alors qu'il se trouve dans une poche d'air.
[0060] En cas d'absence de détecteur de niveau de fluide caloporteur, cette première étape peut être abandonnée ou estimée grossièrement par l'opérateur et le moteur à combustion interne est autorisé à démarrer. Préférentiellement, la climatisation de l'habitacle est désactivée, afin que le groupe moto-ventilateur ne se mette pas en marche et de ne pas entraîner le compresseur de climatisation. Le pulseur d'air habitacle est également préférentiellement coupé pour ne pas ralentir la montée en température du fluide caloporteur T° LR.
[0061 ] Une deuxième étape consiste à détecter la situation de vie de remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement. L'identification de ce mode n'est pas liée à une requête de diagnostic mais à la réunion d'au moins trois conditions de fonctionnement spécifiques.
[0062] La première condition est que la vitesse du véhicule VV doit être inférieure à un seuil de vitesse APV Vvhl donné, par exemple strictement nulle, ou inférieure à 3km/h pour prendre en compte la précision du capteur de vitesse véhicule.
[0063] La deuxième condition est que le régime moteur N doit être supérieur à un seuil APV Nmot donné, par exemple 1450tr/min. Le régime moteur est continûment maintenu à un niveau minimal afin d'imposer un débit, une vitesse et une pression de fluide caloporteur suffisants dans le circuit de refroidissement pour entraîner les bulles d'air pouvant s'être coincées, notamment dans le noyau de fluide caloporteur de la culasse ou au sein des échangeurs du circuit externe.
[0064] Cela permet aussi de favoriser la montée en température du fluide caloporteur T° LR, même si le moteur à combustion interne est abrs soumis à une charge très faible. De plus, si le circuit de refroidissement du moteur à combustion interne est doté d'un dispositif passif, par exemple inséré dans le boîtier de sortie de fluide de refroidissement 3 en direction du tube 19 et réduisant ou coupant le débit de fluide caloporteur en interne moteur, tel qu'un clapet pressostatique comme décrit dans le document FR2956158, d'autoriser la traversée par le fluide caloporteur d'un tel dispositif alors en position ouverte.
[0065] La troisième condition est qu'un couple volonté conducteur CVC doit être inférieur à un seuil APV CVC. Ce niveau de couple est fixé de sorte à être représentatif de l'entraînement des accessoires mis en œuvre lors de la phase de remplissage du circuit de refroidissement. Comme accessoires, il peut être cité un alternateur pour la fourniture de la puissance électrique requise pour le bon fonctionnement du moteur à combustion interne. Il peut aussi être cité des composants de refroidissement : pompe à fluide de refroidissement, thermostat piloté, boîtier de sortie de fluide de refroidissement tels que décrits dans les documents FR2944321 , WO2001/57374 ou FR2956158 ou un groupe moto-ventilateur. Le niveau de couple est fixé en étant suffisamment faible pour être rencontré avec une occurrence faible en usage réel.
[0066] Si ces trois conditions sont remplies simultanément pendant une temporisation Tempo qui doit être supérieure à une temporisation minimale APV t donnée, qui est par exemple de 10 secondes, la situation de vie de remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement est reconnue et un contrôle-commande du moteur à combustion interne et de son circuit de refroidissement bascule alors dans un état particulier, décrit ci- après. Le mode de remplissage est reconnu comme étant actif, ce qui est référencé MR APV act aux figures 3 et 4.
[0067] Cet état MR APV act est maintenu tant que ces trois conditions sont remplies simultanément. La sortie de cet état MR APV act s'effectue immédiatement dès la rupture d'une des trois conditions précédentes, par exemple lors d'un retour du régime moteur N au ralenti ou si la vitesse du véhicule VV devient non nulle.
[0068] La situation de vie de remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement pourra alors être à nouveau reconnue et le contrôle-commande du moteur à combustion interne et de son circuit de refroidissement basculera alors à nouveau dans cet état particulier, décrit ci-après, dès que les trois conditions décrites plus haut sont à nouveau remplies simultanément au moins pendant la temporisation Tempo supérieure à une temporisation minimale APV t.
[0069] La contrainte qu'impose le présent procédé de remplissage est de maintenir le régime moteur N constamment au-dessus du seuil APV Nmot. Cette contrainte est nécessaire pour différencier cette situation de vie de l'usage de conduite normal et pour assurer le dégazage en fonctionnement du circuit de refroidissement après son remplissage.
[0070] Cette contrainte n'impose pas forcément que l'opérateur reste à l'intérieur du véhicule pour enfoncer la pédale d'accélération de sorte à ce que le régime moteur N soit constamment au-dessus de APV Nmot. Il est en effet possible de développer un outillage rudimentaire afin de maintenir le régime moteur à une valeur constante supérieure au seuil APV Nmot, comme par exemple un objet lourd appuyant sur la pédale d'accélérateur sous laquelle est glissée dans la cave à pied une cale par exemple en bois. La hauteur de la cale peut être calibrée de sorte à bloquer l'enfoncement de la pédale pour que le régime moteur soit bien maintenue constant à une valeur supérieure à APV Nmot sans être trop élevée, par exemple inférieure à 2.500 tours/min.
[0071 ] Dans cet état, le contrôle-commande du moteur à combustion interne et de son circuit de refroidissement adopte les mesures décrites ci-après. Il s'agit ici de la partie suivante de la procédure de remplissage en liquide du circuit de refroidissement. [0072] La pompe à fluide de refroidissement, par exemple de type débrayable, désactivable, électrique ou équipée d'un dispositif de coupure de débit, est activée de sorte à fournir, au sein du noyau de fluide caloporteur du moteur et de l'ensemble du circuit de refroidissement, le débit de fluide caloporteur nominal au régime de rotation du moteur.
[0073] Simultanément ou ensuite, si des branches du circuit de refroidissement sont thermomanagés selon des dispositifs tels que décrits sans que cela soit limitatif dans les documents FR2944321 ou WO2001/57374, la configuration initiale que ces systèmes adoptent est celle conventionnellement adoptée par les circuits de refroidissement non thermomanagés, telles que les branches de dégazage, de dérivation et aérotherme sont ouvertes.
[0074] Relativement aux figures 3 et 4, il s'agit d'une activation de la circulation de fluide caloporteur en interne du moteur Act Cir LR, d'une configuration conventionnelle du circuit caloporteur Conf Cire LR.
[0075] Simultanément, des paramètres du moteur à combustion interne sont pilotés afin de dégrader le rendement moteur pour modifier les flux thermiques et diffuser davantage de puissance thermique dans le fluide caloporteur pour en accélérer la montée en température afin d'atteindre plus rapidement un seuil de température donné, détaillé plus loin, propice à l'ouverture du thermostat. Ceci est valable que le thermostat présent dans le circuit de refroidissement soit piloté ou pas.
[0076] Relativement aux figures 3 et 4, il s'agit d'une dégradation du rendement moteur Deg mot. Un thermostat piloté THP est alors dans un état non alimenté et non commandé ou THP non Al non Corn.
[0077] Dans le cas d'une motorisation Diesel, il peut par exemple s'agir de la mise en œuvre de post-injections et/ou d'augmentations de richesse. Dans le cas d'une motorisation essence, il peut par exemple s'agir de la mise en œuvre de retraits d'avance plus ou moins importants et/ou d'un pilotage particulier des lois de distribution et/ou d'injections multiples, à différents instants dans le cycle moteur.
[0078] Il peut aussi s'agir d'autres moyens de dégradation de rendement moteur connus pour le confort thermique habitacle ou de régénération active de filtre à particules. La figure 6, prise en combinaison avec la figure 3, montre la localisation dans un domaine avec en abscisse la température extérieure et en ordonnée la température du fluide caloporteur, d'une dégradation forte DEG F, d'une dégradation faible DEG f et d'une dégradation désactivée DEG desa. La figure 7 montre deux courbes de montée en température de liquide caloporteur T° LR en fonction du temps t en minutes mn pour une dégradation du rendement du moteur activée DEG+ et une dégradation désactivée DEG-.
[0079] En se référant particulièrement aux figures 3 et 6, préférentiellement, au moins deux niveaux de dégradation, dénommés « dégradation faible » DEG f et « dégradation forte » DEG F du rendement moteur selon une stratégie génériquement baptisée dégradation du rendement moteur Deg mot par la suite, sont mis en œuvre en fonction de la température du fluide caloporteur T° LR en sortie du moteur et de la température ambiante, afin d'en limiter les impacts sur notamment la consommation en carburant, la dilution de carburant dans l'huile de lubrification, etc. Ces inconvénients ont toutefois une portée limitée dans la durée et par l'occurrence de la situation de vie de remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement.
[0080] Avec ces deux niveaux de dégradation DEG F et DEG f, un seuil de température du fluide caloporteur T° LR en sortie moteur peut ête atteint 5 à 20 minutes plus tôt, d'où un gain de temps non négligeable. [0081 ] La dégradation du rendement moteur Deg mot sera désactivée dès qu'un premier seuil 1 er S de température du fluide caloporteur T° LR en sortie moteur est atteint soit T° LR supérieure ou égale à 1 er S, au-delà duquel il n'est plus nécessaire d'accélérer la montée en température du fluide caloporteur T° LR. A partir de ce seuil 1 er S, il est procédé à la désactivation de la dégradation du rendement du moteur Desact Deg mot. [0082] Consécutivement, l'ouverture de la branche de radiateur du circuit de refroidissement est calculée. Dans le cas où cette branche est dotée d'un thermostat électrique pilotable THP, comme par exemple dans les documents FR2956158 et WO2001/57374, la température de début d'ouverture du thermostat piloté est fortement abaissée, à une valeur inférieure à la température d'ouverture nominale dans les conditions de fonctionnement rencontrées lors de la situation de vie de remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement.
[0083] En se référant plus particulièrement aux figures 3 et 8, un thermostat peut être piloté en fonction de la température du fluide caloporteur T° LR pour deux commandes conventionnelles. La première commande conventionnelle est dite de « seuil haut » pour laquelle le thermostat piloté n'est soumis, en dehors de celle dédiée à son diagnostic électrique, à aucune alimentation électrique. [0084] L'élément thermosensible du thermostat s'ouvre alors selon son seuil haut de thermorégulation, à la température de début d'ouverture à laquelle il a été réglé. La figure 8 montre une levée d'ouverture du thermostat Lev ouv THP en fonction de la température du liquide caloporteur T° LR, la courbe de gauche correspondant à un seuil bas tandis que la courbe de droite correspond à un seuil haut.
[0085] Dans les conditions normales de fonctionnement du moteur à combustion interne, notamment hors situation de vie de remplissage de type après-vente du circuit, c'est selon ce seuil haut que s'opère, pour des sollicitations peu sévères, la thermorégulation du moteur et de son circuit caloporteur. Par exemple, le début d'ouverture du thermostat piloté peut être à 104-105°C et sa pleine ouvertureà 1 10-1 13 °C.
[0086] Un tel fonctionnement du thermostat piloté est alors incompatible avec un remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement, compte tenu de la température d'ébullition du fluide caloporteur à la pression atmosphérique et des dispersions de fabrication du thermostat, typiquement jusqu'à +2 à +3 °C. [0087] La deuxième commande conventionnelle du thermostat piloté est dite de « seuil bas », pour laquelle le thermostat piloté est assujetti à une alimentation électrique qui génère, au niveau de son axe ou de l'élément thermosensible, un dégagement de chaleur par exemple par effet Joule venant localement leurrer le thermostat piloté et provoquer son ouverture à une température inférieure au seuil haut. [0088] Dans les conditions normales de fonctionnement en sollicitations sévères du moteur à combustion interne, c'est selon ce seuil bas que s'opère la thermorégulation du moteur et de son circuit caloporteur. Il est donc possible d'obtenir le début d'ouverture d'un tel thermostat dès 60 °C, en particulier à une température 20 à 30°C en deçà de la température conventionnelle de début d'ouverture d'un thermostat non pilotable, qui se situe entre 80 et 90 °C, et sa pleine ouverture à 95-100 °C.
[0089] Il n'est toutefois pas nécessaire d'alimenter électriquement le thermostat piloté dès le basculement dans le mode remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement : son alimentation électrique est activée et le thermostat piloté est commandé à son seuil bas dès que la température du fluide caloporteur T° LR en sortie moteur franchit par le bas un deuxième seuil 2eme S de température, supérieur au premier.
[0090] Ainsi, tant que la température du fluide caloporteur T° LR en sortie moteur est inférieure à ce deuxième seuil 2eme S, le thermostat piloté n'est pas alimenté ni commandé. A titre d'exemple, le premier seuil 1 er S de température du fluide caloporteur T° LR en sortie moteur désactivant la dégradation du rendement moteur Deg mot est compris entre 40 et 50 °C et le deuxième seuil 2eme S de température du fluide caloporteur T° LR en sortie moteur pour alimenter électriquement et commander le thermostat piloté est compris entre 50 et 55°C.
[0091 ] Par ailleurs, la consigne de pilotage réellement appliquée au thermostat piloté est, le cas échéant, corrigée en fonction de sa tension d'alimentation pour que la puissance électrique fournie au thermostat piloté soit constante quelle que soit la tension à ses bornes, par exemple dans une plage de 8 à 24V, et de sorte que l'alimentation électrique soumise au thermostat piloté ne dépasse jamais la valeur maximale admissible, en tension et/ou en courant et/ou en puissance électrique.
[0092] Cette correction tient notamment compte de la résistance électrique interne du thermostat piloté. Ainsi, lorsque la température du fluide caloporteur T° LR en sortie moteur atteint et dépasse le second seuil de température, de sorte que T° LR supérieure ou égale à 2eme S, le thermostat piloté est alimenté et commandé pour commencer à s'ouvrir vers 60 à 65°C. Lors de la première ouverture du thermostat, le volume de fluide caloporteur stocké dans le radiateur, à une température inférieure au fluide caloporteur en sortie moteur, est mis en œuvre dans le circuit de refroidissement et peut provoquer une diminution de la température du fluide caloporteur T° LR en sortie moteur. [0093] A cette occasion l'évolution de la température du fluide caloporteur T° LR autorise de revenir en arrière dans le diagramme illustré en figure 3, notamment en stoppant la commande du thermostat piloté et en désactivant l'alimentation électrique, voire en dégradant à nouveau le rendement du moteur à combustion interne pour réchauffer le fluide caloporteur. [0094] Ensuite, sous conditions que l'alimentation du thermostat piloté soit effective Al THP, que la commande du thermostat soit à son seuil bas Corn THP et que soit appliquée une correction à la consigne du thermostat Corr Cons, lorsque la température du fluide caloporteur T° LR franchit par le bas un troisième seuil 3eme S de température, supérieur aux deux précédents, choisi de sorte que le thermostat piloté se soit suffisamment ouvert sans qu'il soit nécessaire d'en attendre la pleine ouverture, par exemple à une valeur d'au moins 85°C, le groupe moto-ventilateur est actionnéen petite vitesse constante GMV V-.
[0095] Cette vitesse peut être fixe ou calibrable en fonction du type de commande du groupe moto-ventilateur. Ceci peut se faire par seuils de vitesse fixes avec boîte de relais et résistance électrique, ou à vitesse continûment variable. L'actionnement du groupe moto-ventilateur, même en petite vitesse GMV V-, a pour effet d'appliquer au radiateur une vitesse d'air désormais non nulle. Il s'ensuit une diminution de la température du fluide caloporteur T° LR grâce à la puissance aéraulique prodiguée par le groupe moto- ventilateur actionné en petite vitesse constante GMV V-. Le groupe moto-ventilateur peut être maintenu dans cet état de fonctionnement et à cette vitesse constante jusqu'à ce que la température du fluide caloporteur T° LR se soit abaissée d'au moins 7°C, afin de prendre notamment en compte l'hystérésis à la refermeture du thermostat piloté alors toujours alimenté et commandé. [0096] Au franchissement par le haut d'un quatrième seuil 4eme S de température, donc quand la température du fluide caloporteur est inférieure à un quatrième seuil ou T° LR <
4emeS, inférieur au troisième seuil, le groupe moto-ventilateur est désactivé Arr GMV.
[0097] A ce stade, l'activation du groupe moto-ventilateur ne répond à aucun besoin de refroidissement du moteur à combustion interne ou d'un organe de son circuit de refroidissement : elle ne sert qu'à alerter l'opérateur, par le bruit émis, qu'à l'arrêt groupe moto-ventilateur la procédure de remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement pourra être considérée terminée.
[0098] En se référant notamment aux figures 1 à 3, l'opérateur met alors le moteur au ralenti, par exemple en enlevant le poids appuyant sur la pédale d'accélération, quand la pédale a été bloquée par un tel moyen. Le procédé de remplissage sort alors instantanément du mode de remplissage après-vente du circuit de refroidissement, comme explicité plus haut dans les conditions de sortie du mode remplissage après-vente.
[0099] L'opérateur coupe le moteur à combustion interne, obture le cylindre de charge à l'aide de l'obturateur, le dévisse de la boîte de dégazage 4, met le fluide caloporteur au niveau maximal, soit en complétant avec du fluide caloporteur soit en aspirant par exemple avec une seringue et revisse le bouchon 5.
[00100] Le niveau de fluide caloporteur dans la boîte de dégazage 4 ayant été fait à chaud et repéré au niveau maximal, le véhicule est laissé se refroidir à la température ambiante et le niveau de fluide caloporteur dans la boîte de dégazage 4 est de nouveau contrôlé cette fois-ci à froid en conditions ambiantes de température et de pression atmosphérique. Il ne doit pas avoir descendu sous le niveau minimal. Le cas échéant, à froid, l'opérateur procède à un dernier complément supplémentaire de fluide caloporteur afin d'amener le niveau de fluide caloporteur dans la boîte de dégazage 4 au niveau maximal.
[00101 ] En conséquence, une fois le mode de remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement actif, la dégradation du rendement moteur Deg mot permet d'en faire monter plus rapidement en température le fluide caloporteur et l'ouverture du thermostat commandée à un seuil de température, par exemple 60 °C, inférieur à ceux de l'état de l'art, permet d'achever plus tôt le remplissage et dégazage de la branche de radiateur du circuit. Le gain de temps se fait donc sur deux tableaux : accélération de la montée en température du fluide caloporteur T° LR et abaissement de la température d'ouverture du thermostat.
[00102] Comme montré à la figure 4, en variante aux étapes précédemment mentionnées, certaines architectures de circuits caloporteurs thermomanagés sont telles que la branche de radiateur n'est pas dotée d'un thermostat pour assurer son ouverture, mais d'un actionneur commandé mécatroniquement, par exemple de type moteur pas à pas, comme c'est par exemple le cas dans le document FR2944321 .
[00103] Dans ce mode de réalisation, est annulée toute dépendance à la température du procédé de remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement, puisque alors toutes les positions des actionneurs sont réalisables indépendamment de la température du fluide caloporteur T° LR. [00104] Jusqu'à l'entrée dans le mode remplissage du type après-vente incluse, le fonctionnel est identique à celui exposé précédemment en regard de la figure 3. Le circuit de refroidissement adopte alors une configuration telle que la branche du radiateur est fermée et toutes les autres branches sont ouvertes.
[00105] Cette variante n'ayant pas pour contrainte d'atteindre une température du fluide caloporteur T° LR minimale pour faire s'ouvrir un thermostat, la dégradation du rendement du moteur à combustion interne, référencée Deg mot à la figure 3, mise en œuvre dans le précédent mode de réalisation du procédé n'est dans ce mode plus nécessaire. Seules l'activation de la circulation de fluide caloporteur en interne du moteur Act Cir LR et la configuration conventionnelle du circuit caloporteur Conf Cire LR sont maintenues. [00106] Lorsque la température du fluide caloporteur T° LR a suffisamment augmenté depuis la valeur qu'elle avait lors du démarrage moteur référencée T0LR dém, à l'atteinte et dépassement d'un premier niveau d'écart de température ΔΤ1 , soit T° LR - T0LR dém > ΔΤ1 , la banche du radiateur commence à s'ouvrir et simultanément la branche de voie de dérivation commence à se refermer. Ceci est référencé ouv/ferm prog br rad et ref/réouv associé br dériv à la figure 4.
[00107] Comme l'illustre la figure 5, la fermeture de la branche de dérivation est adaptée à l'ouverture de la branche de radiateur pour maintenir le débit interne moteur constant durant toute la phase de basculement entre les deux consignes. Il est tenu compte des pertes de charges différentes de ces deux branches et aussi notamment compte de la perméabilité hydraulique du radiateur et des tuyaux d'entrée et de sortie.
[00108] Lors de la première ouverture de la branche de radiateur, le volume de fluide de caloporteur stocké dans le radiateur, à une température inférieure au fluide caloporteur en sortie moteur, est mis en œuvre dans le circuit de refroidissement et peut provoquer une diminution de la température du fluide caloporteur T° LR en sortie moteur.
[00109] A cette occasion l'évolution de la température du fluide caloporteur T° LR autorise, comme l'indique la figure 5, selon l'évolution résultante de la température du fluide caloporteur T° LR, de refermer progressivement, voie totalement, la branche de radiateur et de rouvrir progressivement, voire totalement, la branche de dérivation.
[001 10] Lorsque la température du fluide caloporteur T° LR a de nouveau suffisamment augmenté depuis la valeur qu'elle avait lors du démarrage moteur T0LR dém en atteignant ou dépassant un deuxième niveau d'écart de température ΔΤ2 qui est supérieur au premier niveau d'écart ΔΤ1 , soit T° LR - T0LR dém >ΔΤ2, le groupe moto-ventilateur est actionné en petite vitesse constante en étant référencé GMV-. Cette vitesse peut être fixe ou calibrable en fonction du type de commande du groupe moto-ventilateur, par exemple par seuils de vitesse fixes avec boîte de relais et résistance électrique ou à vitesse continûment variable. [001 1 1 ] Là encore et davantage que dans le cas précédent avec un thermostat piloté, il n'est pas nécessaire d'attendre la pleine ouverture de la branche de radiateur et la pleine fermeture de la branche de dérivation. Le groupe moto-ventilateur est alors maintenu dans cet état de fonctionnement et à cette vitesse constante jusqu'à ce que la température du fluide caloporteur T° LR ait diminuée en atteignant ou passant au-dessous d'un troisième niveau d'écart de température ΔΤ3 qui est inférieur au deuxième niveau d'écart ΔΤ2 mais supérieur au premier niveau ΔΤ1 , soit T° LR - T0LR dém <ΔΤ3. [001 12] Au franchissement de ce seuil de température du fluide caloporteur T° LR par le haut, le groupe moto-ventilateur est désactivé Arr GMV. Là encore, l'activation du groupe moto-ventilateur ne sert qu'à alerter l'opérateur, par le bruit émis, qu'à l'arrêt du groupe moto-ventilateur la procédure de remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement pourra être considérée terminée.
[001 13] Pour certaines applications dans des véhicules automobiles, le circuit de refroidissement revêt une complexité particulière, due par exemple au cheminement sous caisse d'une partie du circuit de refroidissement, à la présence d'échangeurs thermiques additionnels, etc. Leur implantation nécessite l'ajout de vis de purge en des endroits judicieux du circuit de refroidissement et dont le fonctionnement requiert la mise en œuvre de capteurs, par exemple un ou des capteurs de température et/ou d'actionneurs supplémentaires, comme par exemple une pompe à fluide de refroidissement additionnelle, des vannes thermostatiques ou électrovannes, etc.
[001 14] Pour de telles applications dans des véhicules, au début du procédé de remplissage après-vente, les pompes à fluide de refroidissement électriques sont constamment commandées et pilotées à leur débit nominal, afin de favoriser, par l'aspiration qu'elles procurent, le remplissage en fluide caloporteur de la section du circuit de refroidissement sur laquelle elles sont implantées et les électrovannes occupent la position autorisant la circulation du fluide caloporteur dans la portion du circuit de refroidissement qu'elles commandent.
[001 15] La présente invention concerne aussi un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Pour ce circuit de refroidissement, le remplissage du circuit par un fluide caloporteur se fait conformément à un tel procédé de remplissage. Le circuit de refroidissement peut comprendre au moins un thermostat piloté ou un actionneur dont le fonctionnement est indépendant de la température.
[001 16] L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples.

Claims

Revendications
Procédé de remplissage du type remplissage en après-vente d'un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile par un fluide caloporteur, le circuit présentant une boite de dégazage et au moins un actionneur de thermomanagement, le procédé comprenant une phase de remplissage en fluide caloporteur du circuit de refroidissement par gravité, moteur arrêté, à partir d'une réserve de fluide caloporteur placée au-dessus de la boite de dégazage, caractérisé en ce que, dès une mise sous contact (Msc) dans le véhicule et avant le démarrage du moteur, il est détecté ou estimé (DnLR) un niveau de fluide caloporteur dans le circuit de refroidissement et il n'est procédé au démarrage du moteur et à une stabilisation du régime au ralenti que si le niveau de fluide caloporteur est au moins à un seuil de niveau prédéterminé, et en ce qu'il est ensuite procédé, à une modification d'un ou de plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne en vue d'accélérer une montée en température du fluide caloporteur (T° LR) et à une commande dudit au moins un actionneur.
Procédé selon la revendication 1 , dans lequel, avant la modification d'un ou de plusieurs paramètres du moteur à combustion interne et la commande dudit au moins un actionneur, il est reconnu une situation de vie de remplissage du circuit de refroidissement selon trois conditions de fonctionnement spécifiques, la première concernant une vitesse du véhicule (VV) devant être inférieure à un seuil de vitesse (APV Vvhl) donné, la deuxième un régime moteur devant être supérieur à un seuil de régime (APV Nmot) donné et la troisième concernant un couple volonté du conducteur (CVC) devant être inférieur à un seuil de couple (APV CVC), le couple volonté du conducteur (CVC) étant représentatif de l'entraînement d'au moins un organe mis en œuvre lors du remplissage du circuit de refroidissement, ledit au moins un organe étant choisi parmi les organes suivants pris unitairement ou en combinaison : un alternateur, des organes de refroidissement, comme une pompe à fluide de refroidissement, un thermostat piloté, un boîtier de sortie de fluide de refroidissement ou un groupe moto-ventilateur et si ces trois conditions sont remplies simultanément pendant au moins une temporisation minimale donnée (APV t), la situation de vie de remplissage de type après-vente du circuit de refroidissement est reconnue et il est passé à la modification d'un ou de plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne et à la commande dudit au moins un actionneur.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un actionneur est sélectionné parmi une pompe à fluide de refroidissement, un thermostat piloté présent dans le circuit de refroidissement, un actionneur commandé mécatroniquement, le thermostat ou l'actionneur ouvrant et fermant la circulation de fluide caloporteur vers un radiateur, un groupe moto-ventilateur étant associé au radiateur.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel, quand le thermostat piloté est présent dans le circuit de refroidissement,
- dans un premier temps, il est procédé à une augmentation du débit de fluide caloporteur dans le circuit de refroidissement en fonction du régime du moteur et à la modification d'un ou de paramètres du moteur conduisant à une dégradation du rendement du moteur (Deg mot) sans que le thermostat soit piloté jusqu'à ce que la température du fluide caloporteur (T° LR) soit supérieure à un premier seuil (1 er S) de température prédéterminé,
- dans un deuxième temps succédant au premier temps quand la température du fluide caloporteur (T° LR) est supérieure au premierseuil (1 er S), il est procédé à la désactivation de la dégradation du rendement du moteur (Desact Deg mot),
- dans un troisième temps succédant au deuxième temps quand la température du fluide caloporteur (T° LR) est supérieure à un deuxème seuil (2eme S), il est procédé à l'activation du thermostat piloté avec une température de début d'ouverture du thermostat abaissée par rapport à une température d'ouverture nominale.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel :
- dans un quatrième temps succédant au troisième temps, quand la température du fluide caloporteur (T° LR) est supérieure à un troisième seuil (3eme S), il est procédé à l'activation d'un groupe moto-ventilateur à petite vitesse (GMV V-), et,
- dans un cinquième temps succédant au quatrième temps, quand la température du fluide caloporteur (T° LR) est inférieure à un quatrième seuil (4eme S), il est procédé à l'arrêt du groupe moto-ventilateur (Arr GMV).
6. Procédé selon la revendication 3, dans lequel, quand aucun thermostat piloté n'est présent et qu'au moins un actionneur commandé mécatroniquement est présent dans le circuit de refroidissement en ouvrant et fermant la circulation de fluide caloporteur vers un radiateur, lorsqu'un écart entre la température du fluide caloporteur (T° LR) à un instant donné et la température du fluide caloporteur lors du démarrage moteur (TOLR dém) est supérieure à un premier niveau d'écart de température (ΔΤ1 ), il est procédé à une ouverture progressive de la circulation de fluide caloporteur vers le radiateur.
Procédé selon la revendication 6, dans lequel, simultanément à l'ouverture progressive de circulation de fluide caloporteur vers le radiateur, il est procédé à une fermeture progressive d'une circulation de fluide en dérivation du radiateur (ouv/ferm prog br rad et ref/réouv associé Br dériv) de sorte qu'un débit constant soit maintenu vers le moteur dans le circuit de refroidissement pendant les ouverture et fermeture respectives.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, dans lequel, quand l'écart entre la température du fluide caloporteur (T° LR) à un instant donné et la température du fluide caloporteur lors du démarrage moteur (TOLR dém) est supérieur à un deuxième niveau d'écart de température (ΔΤ2), il est procédé à l'activation du groupe moto-ventilateur à petite vitesse (GMV V-) et, quand l'écart entre la température du fluide caloporteur (T° LR) à un instant donné et latempérature du fluide caloporteur lors du démarrage moteur (TOLR dém) est inférieur à un troisième niveau d'écart de température (ΔΤ3), il est procédé à l'arrêt du groupe moto-ventilateur (Arr GMV).
Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, dans lequel, quand la température du fluide caloporteur (T° LR) n'est pas supérieure au deuxième ou troisième seuil (3eme S) ou inférieure au quatrième seuil (4eme S) ou quand l'écart entre température du fluide caloporteur (T° LR) et la température du fluide caloporteur lors du démarrage moteur (TOLR dém) n'est pas supérieur respectivement au premier ou deuxième niveau d'écart de température (ΔΤ1 , ΔΤ2) ou inférieure au troisième niveau d'écart de température (ΔΤ3), l'étape précédente respective est répétée.
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