Brevet FR2504978A1 — publié le 19821105

La présente invention est relative à un dis- positif pour commander la température de l'eau de refroi- dissement d'un moteur à refroidissement par eau monté sur un véhicule automobile, et elle concerne plus particuliè- rement un dispositif qui commande la température de l'eau jusqu'à une valeur appropriée en fonction des conditions de température et de fonctionnement du moteur. Dans un dispositif classique de commande de la température de l'eau de refroidissement, une pompe à eau est entraînée par le moteur de telle sorte que débit de l'eau soit modifié par la vitesse du moteur En outre, le débit de l'eau est commandé par un thermostat qui est prévu dans un conduit pour l'eau de refroidissement, ce conduit étant relié à un radiateur et le thermostat étant adapté pour être ouvert lorsque la température de l'eau excède une valeur prédéterminée pour permettre à l'eau de s'écouler vers le radiateur Ainsi, la température de 1 ' eau de refroidissement est réglée par la commande du dé- bit Par conséquent la température de l'eau n'est pas ré- glée en fonction des conditions de température et de fonc- tionnement du moteur De ce fait l'eau n'est pas mainte- nue à une température appropriée. Dans un dispositif de refroidissement classique, le débit est déterminé de façon à être adapté au fonction- nement du moteur à pleine charge, par exemple avec le pa- pillon des gaz complètement ouvert En conséquence le dé- bit qui est réglé de préférence pour un tel fonctionne- ment à pleine charge est excessivement élevé pour un fonc- tionnement à basse vitesse ou sous charge partielle Bien qu'à faible vitesse la température de l'eau soit également commandée par le thermostat, les chambres de combustion et les parois des cylindres du moteur sont trop refroidies, du fait que la vitesse de circulation de l'eau est élevée. Ceci provoque une diminution du rendement thermique du mo- teur. Pour éliminer cet inconvénient il est néces- saire de commander le débit de l'eau de refroidissement avec précision La demande de brevet japonaise N' 50-25951 mise à la disposition du public décrit un dispositif de commande qui est destiné à satisfaire à cet impératif Ce- pendant ce système ne parmet pas l'échauffement du moteur au départ à froid et la température de l'eau n'est pas, commandée en concordance avec le fonctionnement du moteur. Un but de l'invention est de réaliser un dispositif qui commande la température de l'eau de refoi- dissement d'une manière correspondante au fonctionnement du moteur afin d'empêcher une diminution du rendement ther- mique à basse vitesse et sous charge partielle Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif de comman- de l'eau de refroidissement qui permette un échauffement rapide du moteur au départ à froid. L'invention a pour objet à cet effet un dis- positif de commande de la température de l'eau de refroi- dissement pour un moteur de refroidissement par eau com- portant un conduit d'admission, un radiateur, une chemise d'eau prévue dans le moteur pour refroidir celui-ci, un conduit faisant communiquer ladite chemise d'eau avec le radiateur, un thermostat disposé dans ledit conduit, ce thermostat étant agencé de manière à ouvrir le passage à l'eau lorsque la température de celle-ci excède une va- leur prédéterminée, et une pompe astreignant l'eau de re- froidissement se trouvant dans la chemise du moteur et le- dit conduit à s'écouler Le dispositif comporte un conduit de dérivation qui est relié entre l'orifice de sortie de la chemise d'eau et l'entrée de la pompe, un conduit de circulation relié entre le refoulement et l'entrée de la pompe, une vanne de commutation pour relier sélectivement le conduit d'eau et le conduit de circulation avec l'entrée de la pompe, un premier dispositif d'actionnement pour ac- tionner la vanne de commutation, une soupape de commande de débit prévue dans le conduit d'eau pour commander le débit del'eau, un second dispositif d'actionnement pour actionner la soupape de commande de débit, un interrupteur thermo-sensible prévu sur le moteur pour actionner le pre- mier dispositif d'actionnement de l'électro-vanne de com- mutation pour faire communiquer le conduit de dérivation avec l'entrée de la pompe pour une température prédétermi- née de l'eau, et des moyens pour détecter le fonctionnement du moteur et pour actionner le second dispositif d'action- nement de la soupape de commande afin de commander le dé- bit de l'eau pour une température supérieure à la tempéra- ture prédéterminée de l'eau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre faite en se référant au dessin annexé donné uni- quement à titre d'exemple et dans lequel: la Fig 1 est un schéma d'un dispositif suivant l'invention; la Fig 2 est un schéma d'un circuit de commande utilisé dans le dispositif représenté à la Fig 1. En se référant à la Fig 1 un moteur 1 com- porte une chemise d'eau 2 ayant un thermostat 3 à une sor- tie, et une pompe 5 à l'entrée La sortie du thermostat 3 est en communication avec un radiateur 4 par l'intermédiai- re d'un conduit d'eau 6 et d'une soupape 8 de commande de débit La sortie du radiateur est reliée à l'entrée de la pompe 5 Un conduit 7 de dérivation est disposé entre l'au- tre sortie de la chemise d'eau 2 et un orifice d'entrée 14 d'une vanne de commutation 10 La sortie de la pompe 5 com- munique avec sa-propre entrée au moyen d'un conduit de cir- culation 9 à travers un autre orifice d'entrée 15 et un o- rifice de sortie 16 de la vanne 10 de commutation La van- ne 10 comporte un obturateur 17 pour fermer les orifices 14 ou 15 L'oturateur 17 est sollicité par un ressort 18 pour fermer l'orifice 14 et est attiré par l'excitation d'une bobine 19 afin d'ouvrir l'orifice 14 et de fermer l'orifi- ce 15. La soupape de commande de débit 8 comporte un obturateur 11 ayant une forme tronconique L'obturateur 11 est sollicité par un ressort 12 pour fermer un orifice et est attiré par l'excitation d'une bobine 13 pour ouvrir cet orifice La vitesse d'ouverture de l'obturateur 11 est déterminé par une tension appliquée à la bobine 13. La bobine 13 est connectée à un circuit de commande 23. Comme représenté à la Fig 2, le circuit 23 comprend un transistor 24 pour exciter la bobine 13, un convertisseur numérique-analogique 27 et des amplificateurs opération- nels 25 et 26 La somme des sorties des amplificateurs 25 et 26 est appliquée à la base du transistor 24 L'ampli- ficateur opérationnel 25 reçoit une tension provenant d' un capteur 20 de la vitesse du moteur. Le capteur 20 comprend par exemple une roue dentée montée sur le vilebrequin du moteur et un capteur adjacent à cette roue dentée pour produire des impulsions en fonction de la vitesse du moteur, ou encore un circuit qui engendre des impulsions en fonction des impulsions d' allumage Le circuit de commande 23 comporte le convertis- seur numérique-analogique 27 qui est connecté à la sortie du capteur 20 Ainsi une tension analogique qui est fonc- tion de la sortie du capteur 20 est appliquée à l'ampli- ficateur opérationnel 25. L'amplificateur 25 reçoit une tension pro- venant d'un capteur 21 de charge qui est constitué par un transducteur du type à potentiomètre actionné par la dé- pression régnant dans le conduit d'admission du moteur. La dépression varie avec la variation de la charge du mo- teur. La bobine 19 est connectée à une sortie d'un interrupteur thermosensible 22 pour détecter une tem- pérature du moteur L'interrupteur 22 est prévu en un point du bloc-moteur qui est susceptible de surchauffe et est a- dapte pour être fermé pour une température inférieure à une température déterminée pour le thermostat 3 Le thermos- tat 3 est adapté pour s'ouvrir lorsque la température de l'eau excède la valeur prédéterminée. Lors du fonctionnement du moteur à froid, l'interrupteur thermosensible 22 est ouvert de sorte que l'orifice 14 est fermé pour couper le conduit de dériva- tion 7 Pour une telle température, le thermostat 3 est également fermé Par conséquent l'eau circule par le con- duit 9 et les orifices 15 et 16 L'eau ne s'écoule pas à travers la chemise 2 du moteur et le chauffage de ce- lui-ci peut être assuré rapidement Lors d'un tel démar- rage à froid du moteur, du fait que l'eau se trouvant dans la chemise 2 ne s'écoule pas, il peut se produire une sur- chauffe locale du moteur Cependant l'élévation de la tem- pérature provoque la fermeture de l'interrupteur thermo- sensible 22. Lorsque l'interrupteur 22 est fermé, la bobine 19 est excitée pour attirer l'obturateur 17 de sor- te que l'orifice 14 est ouvert et l'orifice 15 est fermé. L'eau de la chemise 2 circule ainsi par la conduit 7 de dérivation, commandant ainsi la température de l'eau. Lorsque la température de l'eau excède la valeur déterminée pour le thermostat 3 la soupape du thermostat est ouverte Si le moteur est entrainé à fai- ble vitesse et sous charge faible, les sorties du capteur: de la vitesse du moteur et du capteur de charge 21 ont des valeurs faibles En conséquence la sortie du circuit de commande 23 est à un niveau bas de sorte que l'obtu- rateur 11 est légèrement soulevé Ainsi l'écoulement de l'eau de refroidissement à travers le radiateur 4 est ré- glé à un faible débit Le soulèvement de l'obturateur 11 augmente avec une augmentation de la vitesse du moteur et de la charge de celui-ci, ce qui a pour résultat une augmentation de l'action de refroidissement Une surchauf- fe dẻ à une vitesse élevée et à un fonctionnement sous charge importante peut ainsi être empechée. Bien qu 'il soit prévu une seule soupape de commande de débit 8 dans le dispositif représenté, il peut être prévu plusieurs soupapes de commande actionnées sélectivement en fonction des sorties des capteurs 20 et 21 ou destinées à être actionnées indépendamment par un capteur coreespondant En outre, on peut utiliser une élec- tro-vanne du type tout ou rien La soupape de commande 8 doit être actionnée après l'ouverture du thermostat Il est par conséquent préférable de prévoir un interrupteur dans le circuit pour exciter la bobine 13 et de faire coo- pérer l'interrupteur avec l'ouverture du thermostat. Du fait que l'eau de refoidissement ne cir- cule pas dans le bloc-moteur lors du fonctionnement à froid de celui-ci, le chauffage du moteur peut être assuré très rapidement En outre, du fait que le débit de l'eau est commandé suivant le fonctionnement du moteur, les pertes par refroidissement peuvent être diminuées et le rendement thermique, la puissance de sortie et la consommation en combustible peuvent être améliorés. REVENDICATIONS - 1 Dispositif de commande de la températu- re de l'eau de refroidissement d'un moteur à refroidisse- ment par eau comportant un conduit d'admission, un radia- teur ( 4), une chemise d'eau ( 2) dans le moteur pour refroi- dir celui-ci, un conduit d'eau ( 6) pour faire communiquer la chemise ( 2) avec le radiateur ( 4), un thermostat ( 3) prévu dans le conduit d'eau ( 6) et une pompe ( 5) forçant l'eau de refroidissement à s'écouler dans ledit conduit, le thermostat étant agencé de façon à ouvrir un conduit de sortie de l'eau lorsque la température de celle-ci excède une valeur prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit de dérivation ( 7) relié entre une sor- tie de la chemise d'eau ( 2) et une entrée de la pompe ( 5), un conduit de circulation ( 9) relié entre la sortie et 1 ' entrée de la pompe ( 5), une vanne de commutation ( 10) pré- vue pour relier sélectivement le conduit de dérivation ( 7) et le conduit de circulation ( 9) à l'entrée de la pompe un premier dispositif d'actionnement ( 19) pour action- ner la vanne de commutation, une soupape ( 8) de commande de débit prévue dans le conduit d'eau ( 6) pour commander le débit de celle-ci, un second dispositif d'actionnement ( 13) pour actionner la soupape de commande ( 8), un inter- rupteur thermo-sensible ( 22) prévu sur le moteur pour ac- tionner le premier dispositif d'actionnement ( 19) de la vanne de commutation ( 10) afin de faire communiquer le conduit de dérivation ( 7) avec l'entrée de la pompe pour une température prédéterminée de l'eau, et des moyens ( 20, 21) pour détecter le fonctionnement du moteur et pour ac- tionner ledit seconddispositif d'actionnement de la-soupa- pe de commande de débit pour commander le débit de l'eau pour une température de celle-ci supérieure à ladite va- leur prédéterminée. 2 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection compren- nent un capteur ( 20) de la vitesse du moteur, un capteur ( 21) de charge et un circuit de commande ( 23), chacun des capteurs agissant pour convertir une valeur détectée en une quantité électrique et le circuit de commande étant adapté pour additionner les sorties des capteurs et pour appliquer la somme de ces sorties au second dispositif d'actionnement ( 13).