FR2995353A1 - Procede de gestion de la circulation d'un liquide de refroidissement - Google Patents

Procede de gestion de la circulation d'un liquide de refroidissement Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé de gestion de la circulation d'un liquide de refroidissement dans une branche (3) d'un circuit de refroidissement (2) d'un véhicule automobile, la branche (3) comprenant un dispositif de refroidissement (1) d'un moteur à combustion et un système de refroidissement (4) d'un module de recirculation des gaz de combustion du moteur à combustion, le procédé imposant un débit nul du liquide de refroidissement dans la branche (3) quand des paramètres de fonctionnement du moteur à combustion répondent à des premiers critères. Selon l'invention, le procédé impose une mise en circulation du liquide de refroidissement dans la branche (3) bien que les paramètres de fonctionnement du moteur répondent aux premiers critères quand des paramètres du module de recirculation des gaz répondent à au moins un second critère.

Description

9953 53 1 PROCEDE DE GESTION DE LA CIRCULATION D'UN LIQUIDE DE REFROIDISSEMENT [0001] L'invention se rapporte à la gestion de la température du groupe motopropulseur d'un véhicule automobile. [0002] Dans le cadre de l'optimisation de la consommation du groupe motopropulseur, les stratégies de gestion de la température jouent un rôle essentiel. Une stratégie récente de gestion est l'imposition d'une absence de débit de liquide de refroidissement dans le moteur lors de certaines phases de fonctionnement de ce dernier, notamment lors de son démarrage où il est avantageux d'augmenter rapidement la température de l'huile de lubrification jusqu'à une température à partir de laquelle la mise en circulation du liquide de refroidissement est imposée. Pour réaliser cette stratégie, la boîte de sortie de liquide de refroidissement du moteur comprend, pour chaque orifice de sortie de la boîte, une vanne dont la position est commandée par un système de contrôle commande et est en position fermée lors de l'imposition du débit nul (la pompe de liquide de refroidissement est toutefois en fonctionnement et met sous pression le liquide de refroidissement dans les conduites dédiées du moteur). [0003] Dans le cas où un circuit de recirculation des gaz de combustion est associé au moteur, une vanne de recirculation est disposée en aval du moteur et permet de répartir, selon les circonstances, les gaz de combustion vers l'échappement et/ou vers l'admission en passant par le circuit de recirculation. Le circuit de recirculation comprend un refroidisseur de gaz et, en parallèle avec ce dernier, une conduite de dérivation, une vanne de refroidissement permettant de répartir les gaz en recirculation vers le refroidisseur de gaz et/ou la conduite de dérivation. L'ensemble formé par la vanne de recirculation, le refroidisseur de gaz, la conduite de dérivation et la vanne de refroidissement forme un module de recirculation. En fonctionnement, le module de recirculation sollicite le liquide de refroidissement et peut nécessiter un débit de liquide de refroidissement minimal. [0004] La présente invention concerne ainsi un procédé de gestion de la circulation d'un liquide de refroidissement dans une branche d'un circuit de refroidissement, la branche comprenant un dispositif de refroidissement du moteur à combustion et un système de refroidissement du module de recirculation, la configuration de la branche ne permettant pas de d'imposer une absence de débit de liquide de refroidissement pour le dispositif de refroidissement du moteur et un débit non nul de liquide de refroidissement pour le système de refroidissement du module. [0005] L'invention vise à résoudre un ou plusieurs des inconvénients découlant de cette situation, et notamment assurer le refroidissement nécessaire compte tenu de la situation de vie du module de recirculation dans les cas où la situation de vie du moteur impose un débit nul du liquide de refroidissement. [0006] L'invention porte ainsi sur un procédé de gestion de la circulation d'un liquide de refroidissement dans une branche d'un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile, la branche comprenant un dispositif de refroidissement d'un moteur à combustion et un système de refroidissement d'un module de recirculation des gaz de combustion du moteur à combustion, le procédé imposant un débit nul du liquide de refroidissement dans la branche quand des paramètres de fonctionnement du moteur à combustion répondent à des premiers critères, caractérisé en ce qu'il impose une mise en circulation du liquide de refroidissement dans la branche bien que les paramètres de fonctionnement du moteur répondent aux premiers critères quand des paramètres du module de recirculation des gaz répondent à au moins un second critère. [0007] L'invention permet ainsi de répondre aux contraintes de gestion de la température du groupe motopropulseur liées à la minimisation de la consommation d'énergie tout en garantissant l'efficacité du refroidissement du module de refroidissement, cette efficacité devenant prioritaire sur la minimisation de la consommation d'énergie. De plus, cette invention permet d'éviter un surcoût par rapport à d'autres solutions qui consisteraient à avoir deux branches (une première branche comprenant le dispositif de refroidissement du moteur, une deuxième branche comprenant le système de refroidissement du module de recirculation) pouvant être dissociées l'une de l'autre avec des durits supplémentaires, et au moins une vanne de mise en liaison des deux branches et/ou une pompe à liquide de refroidissement supplémentaire. [0008] Selon un premier mode de réalisation particulier, un second critère imposant une mise en circulation du liquide de refroidissement dans la branche est la circulation de gaz en recirculation au travers d'un refroidisseur de gaz qui fait partie du système de refroidissement du module de recirculation. [0009] De ce fait, dès qu'il est demandé un refroidissement des gaz en recirculation (c'est-à-dire dès que la vanne de refroidissement est dans une position autorisant le passage de gaz en recirculation dans le refroidisseur de gaz et que la vanne de recirculation est dans une position autorisant la recirculation des gaz), le liquide de refroidissement est mis en circulation afin de réaliser ce refroidissement. [0010] Selon un second mode de réalisation, un second critère imposant une mise en circulation du liquide de refroidissement dans la branche est l'arrêt de la circulation de gaz en recirculation au travers du refroidisseur de gaz depuis un temps inférieur à une première durée de sécurité. [0011] De ce fait, une fois le refroidissement des gaz en recirculation arrêté, la circulation du liquide de refroidissement est maintenue pendant une durée minimale afin d'assurer un refroidissement suffisant du refroidisseur de gaz. [0012] Selon un troisième mode de réalisation, un second critère imposant une mise en circulation du liquide de refroidissement dans la branche est l'atteinte d'une température maximale critique de liquide de refroidissement qui se trouve dans une architecture de refroidissement d'une vanne de recirculation qui permet la distribution des gaz de combustion entre l'échappement et la recirculation, l'architecture de refroidissement de la vanne faisant partie du système de refroidissement du module de recirculation. [0013] Ainsi, même dans le cas où le gaz en recirculation n'est pas refroidi (qu'il n'ait pas encore été refroidi ou que la première durée de sécurité ait été dépassée), le liquide de refroidissement est mis en circulation afin de refroidir la vanne de recirculation qui est naturellement chauffée par la température des gaz en recirculation la traversant (la vanne de recirculation comprenant, comme le moteur à combustion, une architecture à canalisations spécifiques de refroidissement) avant que la température maximale critique soit atteinte (avant l'ébullition du liquide de refroidissement). [0014] Selon un quatrième mode de réalisation, un second critère imposant une mise en circulation du liquide de refroidissement dans la branche est l'arrêt de la circulation des gaz dans le module de recirculation depuis un temps inférieur à une seconde durée de sécurité. [0015] De ce fait, une fois la recirculation des gaz arrêtée, la circulation du liquide de refroidissement est maintenue pendant une durée minimale afin d'assurer un refroidissement suffisant de la vanne de recirculation. [0016] Selon un cinquième mode de réalisation, la température du liquide de refroidissement dans l'architecture de refroidissement de la vanne de recirculation est égale à la somme de la température initiale du liquide de refroidissement mesurée en sortie du moteur et d'une élévation de température du liquide de refroidissement au niveau de la vanne déterminée à partir du débit et de la température des gaz en recirculation et du temps passé depuis la mise en recirculation des gaz. [0017] Ainsi, en connaissant la température du liquide de refroidissement immobile en sortie du moteur traditionnellement mesurée par une sonde disposée dans la boîte à liquide de refroidissement, le débit et la température des gaz en recirculation et le temps passé depuis la mise en recirculation, il est possible d'estimer la température du liquide de refroidissement immobile dans l'architecture de la vanne de recirculation. [0018] Selon un sixième mode de réalisation, l'élévation de température du liquide de refroidissement est égale à un produit entre le temps passé depuis la mise en circulation des gaz et un gradient temporel d'élévation de température. [0019] Selon un septième mode de réalisation, le gradient temporel d'élévation de température est déterminé en fonction du débit des gaz en recirculation et de leur température. [0020] Selon un huitième mode de réalisation, la température initiale du liquide de refroidissement mesurée en sortie du moteur est la température au moment où les valeurs de débit et de température des gaz en recirculation donnent pour la première fois un gradient temporel d'élévation de température non nul. [0021] Ainsi il est possible, pour améliorer la précision de l'estimation de la température du liquide de refroidissement immobile dans l'architecture de la vanne de recirculation, de prendre comme température initiale du liquide de refroidissement mesurée en sortie du moteur non pas la température au moment où la vanne de recirculation passe pour la première fois dans une position autorisant la recirculation des gaz, mais la température au moment où le débit et la température des gaz en recirculation ont un influence sur une augmentation de la température du liquide de refroidissement immobile dans l'architecture de la vanne de recirculation. [0022] Selon un neuvième mode de réalisation, quand le liquide de refroidissement est mis en circulation par la réalisation d'un des seconds critères, il circule, soit au travers d'un aérotherme, soit le long d'une conduite de contournement du moteur. [0023] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 illustre un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile, le circuit comprenant une branche qui comporte un dispositif de refroidissement d'un moteur à combustion et un système de refroidissement d'un module de recirculation des gaz de combustion du moteur, les débits du liquide de refroidissement dans le dispositif de refroidissement et dans le système de refroidissement étant dépendants l'un de l'autre. [0024] Un véhicule automobile auquel s'applique la présente invention comprend un moteur à combustion qui est alimenté en air par une conduite d'admission et qui produit des gaz de combustion qui sont évacués vers l'extérieur par une conduite d'échappement. Le moteur à combustion comprend un dispositif de refroidissement 1 formé par des canalisations de refroidissement spécifiques pour le liquide de refroidissement. [0025] Le véhicule comprend également un circuit de recirculation des gaz de combustion qui permet d'introduire dans la conduite d'admission des gaz de combustion. A cet effet, le véhicule automobile comprend un module de recirculation. [0026] Ce module de recirculation comprend une vanne de recirculation disposée en aval du moteur et permettant de répartir, selon les circonstances, les gaz de combustion vers l'échappement et/ou vers la conduite d'admission via le circuit de recirculation. Dans le présent mode de réalisation, la vanne de recirculation comprend une architecture de refroidissement à canalisations spécifiques dans lesquelles le liquide de refroidissement peut circuler. [0027] Le module de recirculation comprend également un refroidisseur de gaz qui est disposé entre la vanne de recirculation et sa jonction avec la conduite d'admission. Le refroidisseur de gaz permet de refroidir les gaz en recirculation avant leur réintroduction dans le moteur. Le module de recirculation comprend enfin, d'une part, une conduite de dérivation qui est disposée entre la vanne de recirculation et la jonction avec la conduite d'admission, en parallèle avec le refroidisseur de gaz, et, d'autre part, une vanne de refroidissement qui est disposée entre la vanne de recirculation et le refroidisseur de gaz et qui permet de répartir les gaz en recirculation entre le refroidisseur de gaz et la conduite de dérivation. [0028] Le véhicule comprend également un circuit de refroidissement 2 qui permet de refroidir le moteur à combustion et le module de recirculation. [0029] Ce circuit 2 comprend une branche 3 qui comprend le dispositif de refroidissement 1 du moteur et un système de refroidissement 4 du module de recirculation, le système de refroidissement 4 comprenant le refroidisseur de gaz et l'architecture de refroidissement de la vanne de recirculation. Les débits du liquide de refroidissement dans le système de refroidissement 4 du module de recirculation et celui dans le dispositif de refroidissement 1 du moteur sont dépendants l'un de l'autre, c'est-à-dire qu'un débit nul du liquide de refroidissement dans l'un de ces deux organes entraîne un débit nul dans l'autre des organes. [0030] Le circuit de refroidissement 2 comprend également, afin de permettre le refroidissement du liquide de refroidissement, un radiateur 5 qui est usuellement disposé en façade avant du véhicule, un aérotherme 6 qui permet de produire un flux d'air chaud pouvant être orienté dans l'habitacle du véhicule, et une conduite de contournement 7 qui contourne à distance le moteur. Le circuit de refroidissement 2 comprend également une boîte de dégazage 8. [0031] Le circuit de refroidissement 2 comprend en outre une pompe à liquide de refroidissement 9 qui est entraîné par le moteur, et une boîte de sortie de liquide de refroidissement 10 par laquelle le liquide de refroidissement, après avoir traversé le moteur et le module de refroidissement, sort du groupe motopropulseur afin d'être refroidi. En l'occurrence, la boîte de liquide de refroidissement 10 comprend trois orifices de sortie : un premier relié au radiateur 5, un second relié à l'aérotherme 6, et un troisième relié à la conduite de contournement 7. A chacun des trois orifices est associée une vanne 11, 12, 13 qui permet d'ouvrir ou de fermer l'orifice correspondant, et ainsi, quand les trois orifices sont fermés, à imposer un débit nul au liquide de refroidissement dans la branche 3 et donc dans le dispositif de refroidissement 1 du moteur et dans le système de refroidissement 4 du module de recirculation. [0032] Le procédé de gestion de la circulation du liquide de refroidissement impose un débit nul du liquide de refroidissement dans la branche 3 quand des paramètres de fonctionnement du moteur à combustion répondent à des premiers critères. Un tel critère est, par exemple, la température de l'huile de lubrification inférieure à une température minimale à partir de laquelle le liquide de refroidissement est mis en recirculation (ouverture d'au moins l'une des vannes 11, 12, 13 associées aux orifices de la boîte de sortie de liquide de refroidissement 10). [0033] Conformément à la présente invention, le procédé de gestion de la circulation du liquide de refroidissement dans la branche 3 impose une circulation de ce liquide, alors que les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion répondent aux premiers critères, quand des paramètres du module de recirculation des gaz répondent à au moins un second critère. [0034] Dans le présent mode de réalisation, il y a quatre seconds critères qui imposent une circulation du liquide de refroidissement dans la branche 3 : a) la circulation de gaz en recirculation au travers du refroidisseur de gaz, b) l'arrêt de la circulation de gaz en recirculation au travers du refroidisseur de gaz depuis un temps inférieur à une première durée de sécurité, c) l'atteinte d'une température maximale critique de liquide de refroidissement qui se trouve dans l'architecture de refroidissement de la vanne de recirculation, et d) l'arrêt de la circulation des gaz dans le module de recirculation depuis un temps inférieur à une seconde durée de sécurité. [0035] La mise en circulation de gaz de recirculation au travers du refroidisseur de gaz entraîne la mise en circulation du liquide de refroidissement au travers de ce même refroidisseur afin de refroidir les gaz en recirculation. De même, l'atteinte, pour le liquide de refroidissement disposé dans l'architecture de refroidissement de la vanne de recirculation, d'une température maximale critique entraîne la mise en circulation du liquide de refroidissement afin d'éviter l'ébullition du liquide de refroidissement et l'endommagement de la vanne de recirculation. [0036] Dans le présent mode de réalisation, l'arrêt de l'une ou l'autre de ces deux situations depuis une durée inférieure à une durée de sécurité (par exemple 30 secondes) entraîne le maintien de la circulation du liquide de refroidissement afin d'assurer un bon refroidissement du système de refroidissement du module de recirculation. [0037] La température du liquide de refroidissement dans l'architecture de refroidissement de la vanne de recirculation est égale à la somme de la température initiale du liquide de refroidissement mesurée en sortie du moteur et d'une élévation de température du liquide de refroidissement au niveau de la vanne déterminée à partir du débit et de la température des gaz en recirculation et du temps passé depuis la mise en recirculation des gaz. Ici, l'élévation de température du liquide de refroidissement est égale à un produit entre le temps passé depuis la mise en circulation des gaz et un gradient temporel d'élévation de température qui, en l'occurrence, est déterminé en fonction du débit des gaz en recirculation et de leur température (ici, par cartographie). La température initiale du liquide de refroidissement mesurée en sortie du moteur est la température au moment où les valeurs de débit et de température des gaz en recirculation donnent pour la première fois un gradient temporel d'élévation de température non nul. [0038] Dans le présent mode de réalisation, quand le liquide de refroidissement est mis en circulation par la réalisation d'un des seconds critères, les orifices de sortie de la boîte de liquide de refroidissement 10 qui sont ouverts sont, selon le refroidissement nécessaire, l'orifice relié à l'aérotherme 6 et/ou celui relié à la conduite de contournement 7. Il serait également possible d'ouvrir l'orifice relié au radiateur 5.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion de la circulation d'un liquide de refroidissement dans une branche (3) d'un circuit de refroidissement (2) d'un véhicule automobile, la branche (3) comprenant un dispositif de refroidissement (1) d'un moteur à combustion et un système de refroidissement (4) d'un module de recirculation des gaz de combustion du moteur à combustion, le procédé imposant un débit nul du liquide de refroidissement dans la branche (3) quand des paramètres de fonctionnement du moteur à combustion répondent à des premiers critères, caractérisé en ce qu'il impose une mise en circulation du liquide de refroidissement dans la branche (3) bien que les paramètres de fonctionnement du moteur répondent aux premiers critères quand des paramètres du module de recirculation des gaz répondent à au moins un second critère.
  2. 2. Procédé de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un second critère imposant une mise en circulation du liquide de refroidissement dans la branche (3) est la circulation de gaz en recirculation au travers d'un refroidisseur de gaz qui fait partie du système de refroidissement (4) du module de recirculation.
  3. 3. Procédé de gestion selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un second critère imposant une mise en circulation du liquide de refroidissement dans la branche (3) est l'arrêt de la circulation de gaz en recirculation au travers du refroidisseur de gaz depuis un temps inférieur à une première durée de sécurité.
  4. 4. Procédé de gestion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un second critère imposant une mise en circulation du liquide de refroidissement dans la branche (3) est l'atteinte d'une température maximale critique de liquide de refroidissement qui se trouve dans une architecture de refroidissement d'une vanne de recirculation qui permet la distribution des gaz de combustion entre l'échappement et la recirculation, l'architecture derefroidissement de la vanne faisant partie du système de refroidissement (4) du module de recirculation.
  5. 5. Procédé de gestion selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un second critère imposant une mise en circulation du liquide de refroidissement dans la branche (3) est l'arrêt de la circulation des gaz dans le module de recirculation depuis un temps inférieur à une seconde durée de sécurité.
  6. 6. Procédé de gestion selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la température du liquide de refroidissement dans l'architecture de refroidissement de la vanne de recirculation est égale à la somme de la température initiale du liquide de refroidissement mesurée en sortie du moteur et d'une élévation de température du liquide de refroidissement au niveau de la vanne déterminée à partir du débit et de la température des gaz en recirculation et du temps passé depuis la mise en recirculation des gaz.
  7. 7. Procédé de gestion selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élévation de température du liquide de refroidissement est égale à un produit entre le temps passé depuis la mise en circulation des gaz et un gradient temporel d'élévation de température.
  8. 8. Procédé de gestion selon la revendication 7, caractérisé en ce que le gradient temporel d'élévation de température est déterminé en fonction du débit des gaz en recirculation et de leur température.
  9. 9. Procédé de gestion selon la revendication 8, caractérisé en ce que la température initiale du liquide de refroidissement mesurée en sortie du moteur est la température au moment où les valeurs de débit et de température des gaz en recirculation donnent pour la première fois un gradient temporel d'élévation de température non nul.
  10. 10. Procédé de gestion selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, quand le liquide de refroidissement est mis en circulation par la réalisation d'un des seconds critères, il circule, soit au travers d'un aérotherme (6), soit le long d'une conduite de contournement (7) du moteur.5
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