FR3034809A1

FR3034809A1 - Systeme de diagnostic d'un debit nul d'un fluide de refroidissement d'un moteur de vehicule

Info

Publication number: FR3034809A1
Application number: FR1553053A
Authority: FR
Inventors: Christophe Mounetou
Original assignee: Renault SA
Current assignee: Renault SA
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2016-10-14
Anticipated expiration: 2035-04-09
Also published as: EP3078827B1; FR3034809B1; EP3078827A1

Abstract

L'invention se rapporte à un système de diagnostic de l'état de circulation d'un fluide de refroidissement dans un circuit de refroidissement (2) d'un moteur thermique de véhicule, ledit circuit (2) comprenant une vanne (1) de régulation possédant un élément mobile (3) de fermeture pouvant interrompre le débit du fluide dans ledit circuit (2), et ledit système comportant un calculateur (4) embarqué apte à piloter la position dudit élément (3) de fermeture dans la vanne (1). La principale caractéristique d'un système de diagnostic selon l'invention, est qu'il comprend un capteur de position (8) relié à l'élément de fermeture (3) et apte à envoyer au calculateur (4) un signal représentatif de la position réelle dudit élément (3).

Description

1 SYSTEME DE DIAGNOSTIC D'UN DEBI T NUL D'UN FLUI DE DE REFROIDISSEMENT D'UN MOTEUR DE VEHI CULE L'invention se rapporte à un système de diagnostic d'un débit nul d'un fluide de refroidissement d'un moteur de véhicule. Lorsqu'un fluide de refroidissement ne circule plus dans un circuit de refroidissement d'un moteur thermique de véhicule, ledit moteur monte rapidement en température dès qu'il est mis en marche. De cette manière, plus le moteur chauffe rapidement, moins il émet de polluant. Cette interruption de circulation du fluide de refroidissement est certes bénéfique pour l'environnement si elle est maitrisée. En revanche, si elle est accidentelle, elle peut conduire à une surchauffe importante du moteur et donc à une casse de celui-ci. Il s'avère donc fondamental de connaitre de façon rigoureuse et sûre, l'état de circulation de ce fluide dans un circuit de refroidissement de moteur, afin de réduire la pollution dans l'environnement et prévenir ce genre de casse. Un système de diagnostic selon l'invention permet de connaitre simplement et avec une grande fiabilité, l'état de circulation d'un fluide de refroidissement dans un circuit de refroidissement d'un moteur thermique de véhicule. L'invention a pour objet un système de diagnostic de l'état de circulation d'un fluide de refroidissement dans un circuit de refroidissement d'un moteur thermique de véhicule, ledit circuit comprenant une vanne de régulation possédant un élément mobile de fermeture pouvant interrompre le débit du fluide dans ledit circuit, et ledit système comportant un calculateur embarqué apte à piloter la position dudit élément de fermeture dans la vanne. La principale caractéristique d'un système de diagnostic selon l'invention est qu'il comprend un capteur de position relié à l'élément de fermeture et apte à envoyer au calculateur un signal représentatif de la position réelle dudit élément. Autrement dit, le diagnostic s'effectue directement sur la position de l'élément de fermeture de la vanne et s'avère 3034809 2 donc sûr et fiable, contrairement à un diagnostic qui s'appuierait sur des simulations numériques de paramètres de fonctionnement de la vanne, comme par exemple une différence de pression. L'élément de fermeture de la vanne, peut par exemple être représenté par un volet coulissant ou rotatif. La 5 vanne peut fonctionner en tout ou rien, ou proposer une pluralité de débits intermédiaires compris entre un débit nul et un débit maximal. Le moteur thermique du véhicule peut être à essence ou diesel. Le fluide de refroidissement peut par exemple être constitué par un liquide de refroidissement. Avantageusement, ce liquide peut être de l'eau additionnée 10 d'un antigel, à titre d'exemple de l'eau glycolée. Avantageusement, la vanne de régulation à un mode de fonctionnement en tout ou rien. Un système de diagnostic selon l'invention peut ainsi, facilement et rapidement, déceler une position de fermeture de la vanne pour laquelle le débit est nul.

15 De façon préférentielle, le capteur de position est à effet Hall. De façon avantageuse, la vanne est maintenue par défaut dans une position d'ouverture au moyen d'un organe précontraint. De cette manière, si aucune action n'est entreprise sur la vanne, celle-ci demeure ouverte et laisse passer le fluide de refroidissement.

20 Préférentiellement, le calculateur dispose d'un algorithme permettant de comparer la position réelle de la vanne obtenue avec le capteur et une consigne de pilotage de ladite vanne, ledit calculateur étant apte à détecter une divergence entre ladite position réelle et ladite consigne sur une période de temps prédéfinie pour déceler un défaut de fonctionnement de la vanne.

25 Avantageusement, un système de diagnostic selon l'invention, comprend des moyens de détermination d'au moins un paramètre à choisir parmi une température du moteur, une tension d'une batterie et d'un différentiel de pression destiné à activer un élément de commande de la vanne, de manière à s'assurer que les conditions de l'établissement du 30 diagnostic sont vérifiées. En effet, il ne faudrait pas que des paramètres extérieurs à la vanne et aptes à influer sur le fonctionnement de ladite vanne, 3034809 3 viennent biaiser le diagnostic, en laissant supposer que c'est ladite vanne qui est en panne. L'invention a pour autre objet un procédé de diagnostic d'un débit nul d'un fluide de refroidissement dans un circuit de refroidissement d'un moteur 5 thermique de véhicule au moyen d'un système conforme à l'invention, ledit circuit étant équipé d'une vanne de régulation ayant un mode de fonctionnement en tout ou rien. La principale caractéristique d'un procédé de diagnostic selon l'invention est qu'il comprend les étapes suivantes, 10 une étape de vérification des conditions de réalisation du diagnostic du débit nul du fluide de refroidissement dans le circuit de refroidissement, - une étape d'établissement dudit diagnostic si lesdites conditions sont vérifiées.

15 Il est en effet important de vérifier que le diagnostic ne peut pas être biaisé par d'autres paramètres, pouvant laisser supposer que l'élément de fermeture de la vanne est dans une position de fermeture, alors qu'il est en réalité dans une position d'ouverture Avantageusement, l'étape d'établissement du diagnostic comprend, 20 une étape de relevés d'une consigne de pilotage de la vanne, une étape de relevés de la position réelle de la vanne au moyen du capteur de position, une étape de comparaison des valeurs obtenues lors de ces deux étapes de relevés, 25 une étape de détection d'un défaut de fonctionnement de la vanne si une divergence est observée entre ladite position réelle et ladite consigne. En effet, le principe d'un procédé de diagnostic selon l'invention, consiste à comparer une position réelle de l'élément de fermeture de la vanne 3034809 4 à une consigne de pilotage dudit élément. Une divergence de réaction de l'élément de fermeture par rapport à une consigne de pilotage dudit élément, témoigne d'un mauvais fonctionnement de ladite vanne et donc d'un défaut. De façon préférentielle, l'étape de détection du défaut est effective si 5 la divergence est observée sur une période de temps supérieure ou égale à une période de temps prédéfinie. En effet, pour être précis au niveau du procédé de diagnostic, il faut éliminer les divergences qui pourraient survenir entre une position réelle de l'élément de fermeture et une consigne de pilotage dudit élément, et qui seraient simplement due à un temps de réponse de cet 10 élément de fermeture. Ainsi, pour être sûr de diagnostiquer une position de fermeture de l'élément de fermeture correspondant à un débit nul, il ne faut pas observer de divergence entre ladite position et la consigne de pilotage correspondante, au-delà d'une période de temps prédéfinie, intégrant le temps de réaction de cet élément.

15 Avantageusement, l'étape d'établissement du diagnostic si lesdites conditions sont vérifiées est effective sur une autre période de temps qui est successive à ladite période de temps prédéfinie. Préférentiellement, l'étape de vérification des conditions de réalisation du diagnostic comprend une étape de détermination d'au moins un 20 paramètre à choisir parmi une température du moteur, une tension d'une batterie et un différentiel de pression destiné à activer un élément de commande de la vanne. Ces paramètres peuvent influer sur la position réelle de l'élément de fermeture de la vanne, sans pour autant que le fonctionnement intrinsèque de ladite vanne ne soit affecté.

25 Un système de diagnostic selon l'invention présente l'avantage de permettre, simplement et rapidement, d'établir un diagnostic sûr et fiable du débit nul de la vanne du circuit de refroidissement, en s'affranchissant notamment de simulations numériques. Il a de plus l'avantage d'impliquer un nombre réduit de pièces spécifiquement conçues pour l'établissement du 30 diagnostic. Il est donc peu encombrant et n'alourdit pas le véhicule.

3034809 5 On donne ci-après, une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un système et d'un procédé de diagnostic selon l'invention en se référant aux figures 1 à 4. La figure 1 est une vue schématique d'un système de diagnostic 5 selon l'invention, Les figures 2a, 2b, et 2c sont des courbes en fonction du temps illustrant respectivement un exemple de variation d'un différentiel de pression, d'un régime moteur et des phases possibles de diagnostic de débit nul de la vanne, 10 Les figures 3a, 3b, 3c, 3d et 3e sont des courbes en fonction du temps illustrant respectivement un exemple de phase possible de diagnostic de débit nul de la vanne, de variation de la position de la vanne, d'une consigne de pilotage de ladite vanne, d'une phase d'attente, et d'une détection d'un défaut de ladite vanne, 15 - La figure 4 est un logigramme illustrant les principales étapes d'un procédé de diagnostic selon l'invention. En se référant à la figure 1, un système de diagnostic selon l'invention permet notamment de détecter la fermeture d'une vanne 1 d'un circuit de refroidissement d'un moteur thermique de véhicule, ledit circuit fonctionnant 20 sur la base d'une circulation d'un fluide de refroidissement. De cette manière, lors par exemple d'un démarrage du moteur à froid, on peut être assuré que le débit dudit fluide est nul et que ledit moteur va rapidement monter en température, et ainsi limiter les émissions de polluant dans l'atmosphère. Ce circuit de refroidissement comprend une conduite 2 reliée à un vide d'air. La 25 vanne 1 possède un mode de fonctionnement en tout ou rien, et est équipée d'un élément de fermeture 3 mobile, apte à être déplacé sur commande entre une position d'ouverture pour laquelle le débit de fluide dans le circuit de refroidissement est maximal, et une position de fermeture pour laquelle le débit dudit fluide dans ledit circuit est nul. Une unité centrale de calcul 4 pilote 30 le déplacement de cet élément de fermeture dans la vanne 1 entre lesdites deux positions, par l'intermédiaire d'une électrovanne 5 reliée à une batterie, 3034809 6 et d'un poumon 6 d'actionnement fonctionnant sur la base d'une différence de pression, gérée par ladite électrovanne 5. Un élément de transmission 7 relie le poumon 6 à l'élément de fermeture 3 de la vanne 1, ledit poumon 6 commandant le déplacement dudit élément de fermeture 3 via ledit élément 5 de transmission 7. Un système de diagnostic selon l'invention comprend un capteur de position 8 à effet Hall, relié à l'unité centrale de calcul 4 et placé au niveau de l'élément de transmission 7. Ce capteur 8 envoie ainsi un signal à l'unité centrale de calcul 4, ledit signal étant représentatif de la position de l'élément de fermeture 3 dans la vanne 1. Par le biais d'un tel capteur de 10 position 8, il est possible de connaitre de façon sûre et fiable la position réelle de l'élément de fermeture 3 dans la vanne 1, et donc de détecter une position de fermeture dudit élément 3 correspondant à un débit nul du fluide dans le circuit de refroidissement. Pour être complet et précis, un système de diagnostic selon l'invention, 15 doit pouvoir permettre de détecter un défaut de fonctionnement de la vanne 1, par rapport à une consigne de pilotage de ladite vanne 1, et affirmer que ce défaut est bien dû à un mauvais fonctionnement de la vanne et non à un paramètre extérieur à ladite vanne 1. En effet, à titre d'exemple, si l'électrovanne 5 pilotant le poumon d'actionnement 6 ne délivrait pas la bonne 20 différence de pression à cause d'un mauvais fonctionnement de celle-ci, l'élément de fermeture 3 adopterait une position erronée dans la vanne 1, qui ne correspondrait pas à la consigne de pilotage, sans pour autant que le mécanisme de fonctionnement de ladite vanne 1 soit remise en cause. Par conséquent, un système de diagnostic selon l'invention, comprend également 25 des moyens de détermination des paramètres capables d'influer sur la position de l'élément de fermeture 3 dans la vanne 1, afin de s'assurer que les conditions de réalisation du diagnostic du bon fonctionnement de la vanne 1 soient réunies. De cette manière, ledit système de diagnostic comprend des moyens de détermination d'au moins un paramètre à choisir parmi une 30 température du moteur, une tension de la batterie à laquelle est reliée l'électrovanne 5, et une différence de pression destinée à activer le poumon d'actionnement 6. En effet, la détermination de chacun de ces paramètres 3034809 7 permet de savoir si ledit paramètre se trouve dans une plage normale de fonctionnement. Dans l'affirmative, les conditions de réalisation du diagnostic de bon fonctionnement de la vanne 1 sont réunies. Si ce n'est pas le cas, ce diagnostic ne peut pas être réalisé.

5 En se référant à la figure 4, un procédé de diagnostic selon l'invention, au moyen d'un système de diagnostic conforme à l'invention, comprend les étapes suivantes, une étape de vérification 9 des conditions de réalisation du diagnostic du débit nul du fluide de refroidissement dans le 10 circuit de refroidissement, - une étape d'établissement 10 dudit diagnostic si lesdites conditions sont vérifiées. L'étape de vérification 9 comprend une étape 11 de détermination de la température du moteur, une étape 12 de détermination de la tension de la 15 batterie alimentant l'électrovanne 5 et une étape 13 de détermination de la pression atmosphérique, ces trois paramètres devant chacun être compris dans une plage prédéfinie de valeurs. Dans l'affirmative, le diagnostic de la vanne 1 peut alors être réalisé. L'étape d'établissement 10 du diagnostic comprend une étape de 20 relevé 14 d'une consigne de pilotage de la vanne 1, une étape de relevé 15 de la position réelle de l'élément de fermeture 3 de la vanne 1, mesurée au moyen du capteur 8 de position, puis une étape de comparaison de ces deux étapes 14, 15 de relevés. Cette étape de comparaison 19 s'effectue sur une première période 12 prédéfinie. Si une divergence des relevés est observée 25 sur cette période de temps, la comparaison se poursuit sur une deuxième période t3. Si cette divergence est toujours effective sur cette deuxième période t3, un procédé de diagnostic selon l'invention met en oeuvre une étape de détection 20 d'un défaut de la vanne. Pour rappel, la vanne 1 fonctionnant selon un mode en tout ou rien, une divergence entre les relevés se traduit, 30 soit par une détection de la vanne 1 dans une position ouverte alors que la consigne de pilotage était une fermeture de ladite vanne 1, soit par une 3034809 8 détection de la vanne 1 dans une position fermée, alors que la consigne de pilotage était une ouverture de ladite vanne 1. Un exemple simplifié de diagnostic d'un défaut de fonctionnement de la vanne 1 est illustré à la figure 3. La figure 3a, indique une période 16 de 5 temps pendant laquelle peut être réalisé le diagnostic. La figure 3b montre une succession d'ouvertures et de fermetures de la vanne 1, mesurées par le capteur 8 de position, au cours du temps. La figure 3c montre une succession d'ouvertures et de fermetures de la vanne 1, correspondant à la consigne de pilotage correspondante de ladite vanne 1. On constate qu'au temps H, il y a 10 une divergence entre la position réelle de la vanne 1 et la consigne correspondante. En se référant à la figure 3c, on laisse s'écouler un délai prédéfini, en maintenant active la comparaison entre la position réelle de la vanne 1 et la consigne de pilotage correspondante. En se référant à la figure 3d, si au bout du délai prédéfini la divergence est toujours effective, il est 15 alors diagnostiqué une panne élémentaire de la vanne 1. La figure 2 illustre un exemple pour lequel une temporisation est nécessaire pour effectuer le diagnostic. En effet, certains paramètres comme par exemple le différentiel de pression nécessaire à l'activation de la vanne 1, mettent un certain temps à atteindre un niveau suffisant, créant ainsi une 20 divergence artificielle entre la mesure réelle de ce différentiel de pression, et la consigne de pilotage de ce différentiel de pression. Il est donc indispensable que le diagnostic de fonctionnement de la vanne 1 ne s'effectue pas durant cette période de mise à niveau, mais uniquement lorsque ledit niveau suffisant est atteint.

25 En se référant ainsi à la figure 2a, le différentiel de pression est d'abord nul, puis augmente progressivement jusqu'à atteindre un pallier permettant d'activer la vanne 1, puis décroit progressivement jusqu'à atteindre un niveau nul. En se référant à la figure 2b, le régime moteur est d'abord nul, 30 correspondant a un moteur éteint ou allumé mais ne fonctionnant pas, puis augmente régulièrement correspondant à une utilisation dudit moteur. Le 3034809 9 régime moteur atteint alors un pallier minimal qui est suffisant pour garantir assez de dépression pour alimenter les actuateurs embarqués dans le véhicule qui nécessitent une dépression pour leur propre pilotage, telle l'électrovanne 5 de pilotage. Le régime moteur est représenté ici par un pallier relatif à un 5 régime minimal garantissant suffisamment de dépression, sachant bien entendu que lors du fonctionnement du moteur, le régime peut augmenter au-delà du pallier minimal. Le régime moteur décroit ensuite régulièrement jusqu'à atteindre un niveau nul, traduisant une non utilisation du moteur puis une coupure dudit moteur.

10 En se référant à la figure 2c, une première période 17 de temps au cours de laquelle le diagnostic de fonctionnement de la vanne 1 peut être effectué, commence lorsque le différentiel de pression de la vanne 1 a atteint une valeur suffisante pour piloter la vanne 1, ladite valeur correspondant au pallier observé sur la figure 2a. Avant cette première période 17 de temps, le 15 différentiel de pression n'est pas suffisant pour pouvoir piloter la vanne 1 et un diagnostic de fonctionnement de la vanne dans ces conditions, n'aurait aucun sens. Une deuxième période 18 de temps au cours de laquelle le diagnostic de fonctionnement de la vanne 1 peut être effectué, commence lorsque le différentiel de pression a atteint une valeur nulle, correspondant véritablement 20 à la consigne de pilotage de la vanne 1.

Claims

REVENDICATIONS1. Système de diagnostic de l'état de circulation d'un fluide de refroidissement dans un circuit de refroidissement (2) d'un moteur thermique de véhicule, ledit circuit (2) comprenant une vanne (1) de régulation possédant un élément mobile (3) de fermeture pouvant interrompre le débit du fluide dans ledit circuit (2), et ledit système comportant un calculateur (4) embarqué apte à piloter la position dudit élément (3) de fermeture dans la vanne (1), caractérisé en ce que le système comprend un capteur de position (8) relié à l'élément de fermeture (3) et apte à envoyer au calculateur (4) un signal représentatif de la position réelle dudit élément (3).
2. Système de diagnostic selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vanne (1) de régulation à un mode de fonctionnement en tout ou rien.
3. Système de diagnostic selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le capteur (8) de position est à effet Hall.
4. Système de diagnostic selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la vanne (1) est maintenue par défaut dans une position d'ouverture au moyen d'un organe précontraint.
5. Système de diagnostic selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le calculateur (4) dispose d'un algorithme permettant de comparer la position réelle de la vanne (1) obtenue avec le capteur (8) et une consigne de pilotage de ladite vanne (1), et en ce qu'il est apte à détecter une divergence entre ladite position réelle et ladite consigne sur une période de temps prédéfinie, pour déceler un défaut de fonctionnement de la vanne (1).
6. Système de diagnostic selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détermination d'au moins un paramètre à choisir parmi une température du moteur, une tension d'une batterie et un différentiel de pression destiné à activer un élément de commande (6) de la vanne, de manière à s'assurer que les conditions de l'établissement du diagnostic sont vérifiées. 3034809 11
7. Procédé de diagnostic d'un débit nul d'un fluide de refroidissement dans un circuit (2) de refroidissement d'un moteur thermique de véhicule au moyen d'un système conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, ledit circuit (2) étant équipé d'une vanne (1) de régulation ayant un 5 mode de fonctionnement en tout ou rien, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes, une étape de vérification (9) des conditions de réalisation du diagnostic du débit nul du fluide de refroidissement dans le circuit (2) de refroidissement, 10 une étape d'établissement (10) dudit diagnostic si lesdites conditions sont vérifiées.
8. Procédé de diagnostic selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape d'établissement du diagnostic comprend, une étape de relevés (14) d'une consigne de pilotage de la 15 vanne (1), une étape de relevés (15) de la position réelle de la vanne (1) au moyen du capteur de position (8), une étape de comparaison (19) des valeurs obtenues lors de ces deux étapes (14, 15) de relevés, 20 une étape de détection (20) d'un défaut de fonctionnement de la vanne (1) si une divergence est observée entre ladite position réelle et ladite consigne.
9. Procédé de diagnostic selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape de détection (20) du défaut est effective si la divergence est 25 observée sur une période de temps supérieure ou égale à une période de temps prédéfinie.
10. Procédé de diagnostic selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape d'établissement (10) du diagnostic si lesdites conditions sont 3034809 12 vérifiées est effective sur une autre période de temps qui est successive à ladite période de temps prédéfinie.
11 Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'étape de vérification (9) des conditions de 5 réalisation du diagnostic comprend une étape de détermination d'au moins un paramètre à choisir parmi une température du moteur, une tension d'une batterie et un différentiel de pression destiné à activer un élément de commande (6) de la vanne (1).