Brevet FR2769948A1 — publié le 19990423

La présente invention concerne un système de contrôle d'un circuit hydraulique de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile. Les moteurs thermiques des véhicules automobiles sont généralement refroidis par un liquide circulant dans un circuit hydraulique de raccordement du bloc moteur à au moins un radiateur équipé d'un groupe motoventilateur. Outre le bloc moteur et le radiateur, le circuit hydraulique comporte également une pompe et un certain nombre de conduits de raccordement de ces éléments. On conçoit alors que des risques de fuite existent du fait notamment de l'usure de ces éléments ou de chocs. Si le niveau de liquide dans le circuit est insuffisant, la partie supérieure du bloc moteur n'est donc plus refroidie et ceci peut entraîner la rupture du joint de culasse du moteur. On conçoit alors qu'en cas de perte brutale du liquide de refroidissement, suite à une fuite importante par exemple, il est nécessaire d'avertir immédiatement le conducteur du véhicule afin d'éviter la dégradation du moteur de celui-ci. On conçoit en effet que les réparations de ce moteur en cas de dégradations importantes sont coûteuses et longues. C'est pourquoi, les constructeurs de véhicules automobiles équipent généralement les moteurs de ceux-ci d'un capteur de niveau de liquide de refroidissement qui commandent le fonctionnement d'un voyant d'alarme par exemple, implanté dans le tableau de bord du véhicule, pour prévenir immédiatement le conducteur du véhicule de cette baisse de niveau de liquide. Par ailleurs, et afin de répondre aux normes de dépollution et d'optimiser les performances d'un moteur, on équipe également ceux-ci d'un calculateur de contrôle du fonctionnement de ce moteur qui pilote notamment l'injection et l'allumage. Ce pilotage est effectué à partir de mesures de paramètres physiques du moteur tels que le régime, le débit d'air, le taux d'oxygène à l'échappement, etc.. Ces paramètres comportent également la température du liquide de refroidissement qui est indispensable à différents calculs. Pour acquérir cette information, on équipe également le circuit de refroidissement d'un moteur, d'un capteur ou sonde de température de liquide qui se présente généralement sous la forme d'une thermistance encapsulée dans un boîtier métallique plongé dans le liquide. On conçoit alors qu'actuellement, on implante deux capteurs distincts sur le circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, l'un pour détecter la présence du liquide de refroidissement, et l'autre, pour mesurer sa température. Chacun de ces capteurs nécessite donc une fixation, une étanchéité et une connexion électrique spécifiques, ce qui engendre des contraintes de montage, d'accessibilité, de fiabilité et d'approvisionnement de pièces. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problêmes. A cet effet, l'invention a pour objet un système de contrôle d'un circuit hydraulique de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, du type comportant des moyens de détection du niveau de liquide dans le circuit et des moyens de mesure de la température de celui-ci, raccordés à des moyens de traitement de la sortie de ceux-ci, pour contrôler le niveau et la température du liquide dans le circuit, caractérisé en ce que les moyens de détection de niveau et les moyens de mesure de température sont disposés dans un seul et même module d'acquisition de données, implanté dans la partie supérieure du circuit de refroidissement et en ce que les moyens de traitement comprennent des moyens d'analyse du signal de sortie de ce module pour délivrer des informations de présence ou d'absence de liquide au contact du module et la température de celui-ci. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.l représente un schéma synoptique d'un compartiment moteur de véhicule automobile de l'état de la technique, illustrant l'implantation de différents composants dans celui-ci; - la Fig.2 représente un schéma synoptique illustrant un système de contrôle d un circuit hydraulique de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, de l'état de la technique; - la Fig.3 représente une vue analogue à la figure 1, illustrant l'implantation d'un système de contrôle selon l'invention dans un compartiment moteur de véhicule; - la Fig.4 représente un schéma synoptique illustrant la structure d'un système de contrôle selon l'invention; - la Fig.5 illustre l'analyse d'un signal de sortie de moyens d'acquisition entrant dans la constitution d'un tel système; et - la Fig.6 représente un organigramme illustrant le fonctionnement d'un tel système. On reconnaît en effet sur la figure 1, un compartiment moteur d'un véhicule automobile, qui, dans l'exemple décrit, est placé à l'avant du véhicule. Ce compartiment moteur est désigné par la référence générale 1 sur cette figure 1. Un bloc moteur désigné par la référence générale 2 est disposé dans celui-ci et ce bloc moteur est associé à un circuit hydraulique de refroidissement désigné par la référence générale 3, ce circuit hydraulique comportant par exemple un radiateur désigné par la référence générale 4, lui-même associé à une boîte de dégazage désignée par la référence générale 5. Ce radiateur est relié par exemple par l'intermédiaire de conduits 6 et 7 au bloc moteur. On notera par exemple que le conduit 7 est raccordé à un boîtier de sortie de liquide 8 du moteur. Par ailleurs, ce moteur est également associé à un calculateur de contrôle du fonctionnement de celui-ci, désigné par la référence générale 9 sur cette figure, à partir duquel s'étend un faisceau de conducteurs électriques désigné par la référence générale 10 sur cette figure. Un tel faisceau est bien connu dans l'état de la technique et comporte plusieurs portions dont une portion lOa adaptée pour s'étendre jusqu'au combiné d'instrumentation 11 du véhicule, implanté par exemple dans l'habitacle de celui-ci, une autre portion lOb, appelée faisceau moteur, adaptée pour s'étendre en direction du moteur 2 du véhicule et une autre portion lOc, adaptée pour s'étendre en direction de l'avant du véhicule, c'est-à-dire le radiateur 4 de celui-ci. Le calculateur 9 reçoit des informations de niveau de liquide de refroidissement dans le circuit hydraulique et de température de ce liquide. Comme on peut le voir sur cette figure, dans l'état de la technique, un capteur de niveau de liquide désigné par la référence générale 12, est associé à la boîte de dégazage 5 du radiateur 4 et est raccordé au calculateur 9 par 1 'in- termédiaire de conducteurs correspondants de la partie lOc du faisceau. De plus, une sonde de température désignée par la référence générale 13 est associée par exemple au boîtier de sortie de liquide 8 du moteur du véhicule. Cette sonde est reliée au calculateur 9 par l'intermédiaire de conducteurs correspondants de la partie lOb du faisceau. Ces capteurs entrent donc dans la constitution d'un système classique de contrôle d'un circuit hydraulique de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, dont le fonctionnement est illustré sur la figure 2. On reconnaît en effet sur cette figure 2, le capteur de niveau de liquide 12 et la sonde de température 13. Le capteur de niveau de liquide 12 est relié par exemple à un indicateur 14 implanté dans le combiné d'instrumentation 11 du véhicule pour indiquer par exemple au conducteur de celui-ci, un niveau insuffisant de liquide de refroidissement dans le circuit, en déclenchant par exemple l'allumage d'un voyant d'alarme de cet indicateur. La sonde de température 13 est quant à elle reliée au calculateur de contrôle du fonctionnement du moteur désigné par la référence générale 9, dont la sortie est également adaptée pour piloter l'indicateur 14. Cet indicateur peut donc être un indicateur complexe, c'est-à-dire qui comporte une jauge d'indication de la température de liquide et par exemple un voyant d'alarme dont l'allumage permet d'indiquer au conducteur un niveau insuffisant de liquide dans le circuit. Comme on l'a indiqué précédemment, une telle structure nécessite l'implantation de deux capteurs à deux endroits différents du compartiment moteur du véhicule et notamment sur le boîtier de sortie de liquide du moteur et sur la boîte de dégazage du radiateur de celui-ci et le raccordement de ces capteurs au calculateur par l'intermédiaire de conducteurs correspondants, ce qui pose un certain nombre de problèmes. Pour résoudre ces problèmes, dans le système de contrôle selon l'invention, les moyens de détection du niveau de liquide dans le circuit de refroidissement et les moyens de mesure de la température de celui-ci, sont disposés dans un seul et même module d'acquisition de données implanté dans la partie supérieure du circuit de refroidissement du moteur du véhicule et les moyens de traitement comprennent des moyens d'analyse du signal de sortie de ce module pour délivrer des informations de présence ou d'absence de liquide au contact du module et la température de celui-ci. L'implantation d'un tel système dans un compartiment moteur de véhicule automobile est représentée de façon schématique sur la figure 3, sur laquelle on reconnaît le compartiment moteur 1, le bloc moteur 2, le circuit de refroidissement 3 avec le radiateur 4, la boîte de dégazage 5, les conduits 6 et 7 et le boîtier de sortie de liquide 8 du moteur 2. Par ailleurs, on reconnaît également sur cette figure 3, le calculateur 9 de contrôle du fonctionnement du moteur, le faisceau 10, le combiné d'instrumentation 11 et les différentes parties du faisceau permettant de raccorder le calculateur au combiné d'instrumentation, au moteur et au reste des circuits de ce compartiment. Dans le système de contrôle selon l'invention, les moyens de détection du niveau de liquide de refroidissement et les moyens de mesure de la température de celui-ci, sont disposés dans un seul et même module d'acquisition de données, désigné par la référence générale 15 sur cette figure, implanté dans la partie supérieure du circuit de refroidissement, par exemple au niveau du boîtier 8 de sortie de liquide du moteur 2. Ces moyens de détection de niveau et ces moyens de mesure de la température peuvent être raccordés en série dans le module et les moyens de détection de niveau peuvent par exemple comporter des moyens de type capacitif ou résistif fonctionnant en tout ou rien selon la présence ou l'absence de liquide au contact du module, tandis que les moyens de mesure de température peuvent quant à eux être basés sur l'utilisation d'une thermistance dont la résistance varie alors en fonction de la température du liquide. On conçoit alors comme on peut le voir en regard de la figure 4, que ce module unique 15 peut être raccordé de façon simple au calculateur de contrôle du fonctionnement du moteur 9 qui pilote lui-même le fonctionnement de l'indlca- teur 14, implanté dans le combiné d'instrumentation du véhicule, pour indiquer à l'utilisateur la température du liquide et éventuellement un niveau insuffisant de celui-ci en déclenchant l'allumage d'un voyant d'alarme de cet indicateur. Les moyens de raccordement du module 15 au calculateur 9, peuvent par exemple comporter trois fils dont deux fils d'alimentation et un fil de signal de sortie de celuici, ce signal étant alors traité dans des moyens d'analyse correspondants incorporés par exemple dans le calculateur de contrôle du fonctionnement du moteur 9, pour délivrer les informations de présence ou d'absence de liquide au contact du module et la température de celui-ci, par exemple par analyse de l'amplitude de la tension de sortie de ce module, comme cela est illustré sur la figure 5. En effet, il est possible de déterminer par exemple trois plages de tension en sortie du module 15. La première plage s'étend entre O et une valeur de seuil bas, par exemple de 0,2 volt si le module est alimenté sous une tension de 5 volts, la deuxième plage correspondant à une mesure de température et la troisième plage s'étendant entre une valeur de seuil haut, par exemple de 4,8 volts et les 5 volts d'alimentation. Les moyens d'analyse intégrés dans le calculateur 9 sont alors adaptés pour comparer le niveau de la tension de sortie du module 15 aux valeurs de seuil bas et haut, pour déterminer un niveau de liquide insuffisant, la température de celui-ci ou un dysfonctionnement du module, respectivement. En effet, si la tension de sortie du module 15 est inférieure à la valeur de seuil bas, par exemple de 0,2 volt, ceci indique que le niveau de liquide de refroidissement dans le circuit est insuffisant dans la mesure où celui-ci n'entre plus en contact avec le module et ne peut donc pas refroidir la partie supérieure du moteur avec les risques mentionnés précédemment à propos de la dégradation de ce moteur. On a en effet indiqué précédemment que le module peut être disposé dans la partie supérieure du circuit de refroidissement, notamment au niveau du boîtier de sortie de liquide du moteur, de sorte que si le liquide de refroidissement présente un niveau insuffisant pour permettre le refroidissement de la partie supérieure du moteur, il convient d'avertir le conducteur du véhicule en déclenchant le fonctionnement par exemple du voyant d'alarme implanté sur le tableau de bord du véhicule. Comme on l'a indiqué précédemment également, les moyens de détection de niveau peuvent être basés sur l'utilisation de moyens de détection de type capacitif ou résistif, fonctionnant alors à la manière d'un commutateur pour fermer un circuit si le niveau est suffisant et l'ouvrir si ce niveau est insuffisant. Ceci se traduit à la sortie du module dans le cas où le niveau de liquide est insuffisant, par un signal inférieur à la valeur de seuil bas. Par contre, si le niveau de liquide est suffisant, le commutateur constitué par ces moyens de détection de niveau est alors fermé, ce qui permet de transmettre à la sortie du module 15, une information de température de liquide de refroidissement, telle que captée par exemple par la thermistance intégrée dans ceux-ci, en délivrant à la sortie de ce module 15, un signal par exemple de tension dont l'amplitude est fonction de cette température. Une analyse de l'amplitude de ce signal permet alors aux moyens de traitement de déterminer la température du liquide dans le circuit. Par contre, si le signal par exemple de tension de sortie du module 15 présente une valeur supérieure à la valeur de seuil haut, ceci indique que le module est déconnecté ou hors service ou encore que les conducteurs de raccordement de celui-ci au reste des circuits du véhicule, sont coupés. Ceci permet alors aux moyens d'analyse de détecter un dysfonctionnement du système de contrôle. Ce fonctionnement est possible en raison du raccordement en série des deux types de moyens de mesure de niveau et de température. Pour éviter tout problème de détection intempestive d'un niveau insuffisant de liquide de refroidissement dans le circuit, lié par exemple au passage d'une bulle d'air en regard du module 15, il est également possible de réaliser une ou plusieurs acquisitions successives décalées dans le temps de la tension de sortie de ce module pour confirmer ou non l'information de niveau insuffisant de liquide dans le circuit, pendant une période de temps prédéterminée. Ceci est illustré sur la figure 6, qui représente un organigramme illustrant le fonctionnement d'un système selon l'invention. Cet organigramme débute par une étape d'acquisition de la tension U par exemple de sortie du module 15, cette étape étant désignée par la référence générale 16 sur cette figure. Ensuite, cette tension U est comparée à la valeur de seuil bas, par exemple de 0,2 volt, lors de l'étape 17. Si cette tension de sortie du module 15 est supérieure à cette valeur de seuil bas, on compare la tension de sortie du module à la valeur de seuil haut, par exemple de 4,8 volts, lors de l'étape 18. Si la tension de sortie du module est supérieure à cette valeur, on détecte lors de l'étape 19, un défaut ou un dysfonctionnement du système. Par contre, si la tension de sortie du module est inférieure à cette valeur, il est donc possible d'interpréter cette tension pour en déterminer la température du liquide de refroidissement lors de l'étape 20. Si la réponse au test en 17 a été négative, c'est-àdire si la tension de sortie du module est inférieure à 0,2 volt, on passe à une étape 21 de temporisation permettant d'acquérir une seconde fois, la tension de sortie U du module, de façon décalée dans le temps par rapport à la première acquisition, lors de l'étape 22, pour déterminer si la tension de sortie de module lors de cette seconde acquisition est ou non supérieure à 0,2 volt lors de l'étape 23. Si l'information de tension inférieure à 0,2 volt est confirmée, ceci permet alors de déclencher en 24, la détection d'un niveau insuffisant de liquide dans le circuit de refroidissement et au calculateur 9 d'envoyer une information par exemple au tableau de bord du véhicule pour alerter le conducteur de celui-ci. Cette information peut également être utilisée par ce calculateur de contrôle de fonctionnement du moteur pour contrôler et par exemple limiter les performances de celuici afin de réduire son échauffement. Par contre, si la réponse au test en 23 a été positive, on est ramené à l'étape 16 d'acquisition. Un tel fonctionnement peut être mis en oeuvre par programmation appropriée du calculateur. On conçoit alors que le système de contrôle selon l'invention présente un certain nombre d'avantages par rapport aux systèmes de l'état de la technique, dans la mesure où en n'utilisant qu'un seul et même module d'acquisition de données pour acquérir à la fois le niveau et la température du liquide dans le circuit de refroidissement, on simplifie l'implantation et le montage de ces moyens dans le compartiment moteur du véhicule. Par ailleurs, les deux informations étant superposées sur les mêmes conducteurs de raccordement de ce module au calculateur de contrôle de fonctionnement du moteur, ceci permet également de réduire les coûts d'implantation de ces moyens. I1 va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation de ces moyens peuvent être envisagés et que d'autres dispositions de ceux-ci peuvent être prévues. REVENDICATIONS 1. Système de contrôle d'un circuit hydraulique de refroidissement d'un moteur de vehicule automobile, du type comportant des moyens de détection du niveau de liquide dans le circuit et des moyens de mesure de la température de celui-ci raccordés à des moyens de traitement (9) de la sortie de ceux-ci, pour contrôler le niveau et la température du liquide dans le circuit, caractérisé en ce que les moyens de détection de niveau et les moyens de mesure de température, sont disposés dans un seul et même module d'acquisition de données (15), implanté dans la partie supérieure du circuit de refroidissement et en ce que les moyens de traitement (9) comprennent des moyens d'analyse du signal de sortie de ce module (15) pour délivrer des informations de présence ou d'absence de liquide au contact du module et la température de celui-ci. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'analyse comprennent des moyens (9) de comparaison du signal de sortie du module (15) à des valeurs de seuil bas, pour détecter l'absence de liquide si le signal de sortie est inférieur à cette valeur de seuil bas pendant une période de temps prédéterminée, et haute, pour détecter un dysfonctionnement du module (15) si le signal de sortie du module est supérieur à cette valeur et des moyens de détermination (9) de la température du liquide de refroidissement à partir de l'amplitude de ce signal si celle-ci est comprise entre ces deux valeurs de seuil bas et haut. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de détection de niveau comprennent des moyens résistifs. 4. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de détection de niveau comprennent des moyens capacitifs. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de mesure de température comprennent une thermistance. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de détection de niveau et de mesure de température sont raccordés en série dans le module (15). 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module d'acquisition de données (15) est implanté sur un boîtier de sortie de liquide (8) du moteur (2) du véhicule. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'analyse sont intégrés dans un calculateur de contrôle du fonctionnement du moteur (9). 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le calculateur (9) de contrôle du fonctionnement du moteur est adapté pour contrôler les performances de celuici en fonction des informations de sortie des moyens d'analyse.