Brevet FR2773845A1 — publié le 19990723

La présente invention concerne un procédé de détection d'un dysfonctionnement d'un thermostat de véhicule automobile. Plus particulièrement, il s'agit du thermostat du circuit de régulation de la température du liquide de refroidissement du moteur à combustion interne. Le fonctionnement d'un moteur à combustion interne provoque l'échauffement des différents organes de ce moteur. Pour éviter qu'ils ne se détériorent sous l'effet d'une température trop importante, on associe, communément au moteur, un système de refroidissement par eau. Un refroidissement correct du moteur permet à celui-ci d'accroître ses performances. Cependant, pour qu'un moteur fonctionne de manière optimale, il est très important qu'il atteigne rapidement sa température de fonctionnement (environ 90" à 95"C) encore appelée température de régulation. Au démarrage, le système de refroidissement ne doit donc pas ralentir la montée en température du moteur. A cet effet, la plupart des systèmes de refroidissement comporte un thermostat dont le but est de limiter ou d'interrompre la circulation du liquide de refroidissement vers le radiateur au moment du démarrage, jusqu'à ce que le moteur ait atteint sa température de régulation. Dès que cette température est atteinte, le thermostat permet au liquide de refroidissement de refroidir le moteur et, à cet effet, il autorise le passage de ce liquide vers le radiateur. On conçoit aisément que si le thermostat ne fonctionne pas et reste en position fermée (fermeture du passage du liquide de refroidissement vers le radiateur), il empêche le refroidissement de ce liquide. Dans ce cas, le moteur n'est plus refroidi et l'on se dirige vers une surchauffe moteur. Pour indiquer au conducteur que son moteur est en surchauffe, de manière classique, on mesure la température du liquide de refroidissement. Dès que la température du liquide de refroidissement dépasse un seuil donné, un témoin de surchauffe est allumé sur le tableau de bord. Cependant, lorsque le thermostat reste bloqué en position ouverte (ouverture du passage du liquide de refroidissement vers le radiateur), le liquide refroidit le moteur dès le démarrage. De ce fait, le moteur met plus de temps pour atteindre sa température normale de fonctionnement et, dans certains cas, ne l'atteint jamais. Ce cas de non fonctionnement du thermostat n'est pas pris en compte à ce jour. Or, lorsque le moteur fonctionne en dessous de sa température normale de fonctionnement, il est plus polluant et consomme plus de carburant. Le but de la présente invention est d'avertir le conducteur du fait que le thermostat est bloqué en position ouverte ou en position fermée. Une simple mesure de la température du liquide de refroidissement n'est pas suffisante pour identifier ce type de panne. En effet, un moteur présentant un thermostat en état de marche normal peut très bien présenter une température du liquide de refroidissement basse, en fonction des conditions de marche du moteur. Le but de la présente invention est donc de détecter un dysfonctionnement du thermostat, que ce dysfonctionnement soit provoqué par un thermostat bloqué en position ouverte ou en position fermée. On cherche bien entendu à identifier ces deux types de pannes en utilisant le moins de dispositifs spécifiques possibles de manière à ne pas augmenter inconsidérément le coût d'un tel diagnostic. A cet effet, la présente invention propose un procédé de détection d'un dysfonctionnement du thermostat de régulation de la température du liquide de refroidissement d'un moteur à combustion interne, le dit moteur comportant un capteur mesurant la température réelle du liquide de refroidissement, le dit procédé consistant à: - mesurer la température du liquide de refroidissement au moment du démarrage du moteur, - initialiser le calcul d'une température modélisée à partir de la valeur de la température acquise au démarrage, - déterminer si la température réelle ou la température modélisée est supérieure à un seuil de régulation, et dans ce cas, - déterminer, à des intervalles de temps réguliers, L'écart entre la température réelle du liquide de refroidissement et la température modélisée à ce même instant, et si l'écart à un instant donné est supérieur à un seuil prédéterminé, - signaler un dysfonctionnement du thermostat. Le procédé de détection d'un dysfonctionnement, selon l'invention, permet ainsi de détecter, de la même manière, un thermostat bloqué en position ouverte ou en position fermée. La modélisation de la température du liquide de refroidissement permet de tenir compte des conditions de fonctionnement du moteur, de son état, de sa charge, etc., pour signaler un défaut de fonctionnement uniquement lorsque ce défaut est significatif, et non à chaque fois que la température du liquide de refroidissement dépasse un seuil haut ou bas. Avantageusement, une simple comparaison de la température réelle mesurée et de la température modélisée au même instant permet de déduire le type de dysfonctionnement du thermostat. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront d'ailleurs de la description qui suit, à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique montrant un circuit de refroidissement pour moteur à combustion interne, et - la figure 2 illustre de manière schématique le déroulement du procédé de détection selon la présente invention. En référence à la figure 1, on rappellera, tout d'abord, le fonctionnement classique d'un circuit de refroidissement associé à un moteur 1. Le liquide de refroidissement sortant de la partie haute du moteur est dirigé via un système de canalisation 6 vers un radiateur 2 où il cède sa chaleur à l'air traversant les ailettes du radiateur. En sortie du radiateur 2 (partie basse), le liquide de refroidissement est donc refroidi. II retourne alors vers la partie basse du moteur 1. En traversant tout ce moteur, il se charge à nouveau de chaleur et refroidit le moteur. Le but d'un tel système de refroidissement est de réduire la température du moteur afin d'assurer un fonctionnement optimum de celui-ci. Pour faire circuler le liquide de refroidissement dans les canalisations 6, une pompe à eau 5 est installée (par exemple au niveau de la sortie du moteur). Un capteur de température 4 mesure en continu la température du liquide de refroidissement à la sortie du moteur. Si la température en sortie du moteur s'élève de manière trop importante, une lampe témoin (non représentée) de surchauffe moteur indique au conducteur que son moteur n'est plus refroidi correctement. Au moment du démarrage, le liquide de refroidissement se trouve à la température ambiante. Parfois, cette température est très basse, c'est pourquoi ce liquide est en général constitué d'un mélange d'eau et d'antigel. Lorsque le moteur démarre, il est nécessaire qu'il atteigne rapidement sa température optimale de fonctionnement (qui se situe vers 90 - 95" C). II est donc préférable que le radiateur ne refroidisse pas le liquide de refroidissement à ce moment là. A cet effet, un thermostat 3, placé sur la canalisation de sortie du moteur, est adapté pour fermer le passage du liquide de refroidissement vers le radiateur, et pour renvoyer directement ce liquide vers le moteur (à l'aide de la canalisation de by-pass 7). En procédant ainsi, le thermostat empêche le refroidissement du liquide. Le moteur peut alors atteindre plus vite sa température de fonctionnement. Dès que cette température est atteinte, le thermostat ouvre le passage vers le radiateur et le liquide de refroidissement peut être refroidi comme il se doit. Le rôle du thermostat est donc d'ouvrir ou de fermer (ce thermostat peut également prendre des positions intermédiaires) le passage vers le radiateur. On conçoit immédiatement que si le thermostat, pour des raisons quelconques, ne joue pas son rôle (blocage en position ouverte ou fermée du passage vers le radiateur), le fonctionnement du moteur peut en être gravement perturbé. Le but de la présente invention est de diagnostiquer de tels dysfonctionnements. Selon le mode de mise en oeuvre représenté à la figure 2, le procédé de détection d'un défaut de fonctionnement du thermostat consiste à: - mesurer la température To du liquide de refroidissement à l'instant t=O du démarrage du moteur, - initialiser (étaPe 10) le calcul de la température modélisée Tmod en prenant comme valeur de départ, pour cette température modélisée, la température To mesurée, - vérifier que le moteur tourne (étape 20). Si ce n'est pas le cas, on mesure à nouveau To lors du démarrage. Lorsque le moteur tourne, on calcule la valeur de la température modélisée selon la formule suivante (étape 30): T mod(i) = T mod(i - 1) + (gain(T mod(i - 1) dans laquelle T mod (i) est la température modélisée à l'instant i, Tmod ,~1) i) est la température modélisée à l'instant i-1, le gain est une fonction d'une cartographie régime N et charge moteur (débit d'air d'admission) et l'incrément dT est calculé suivant différents paramètres cartographiés, eux mêmes fonctions: - du régime N et de la charge du moteur - de l'état du moteur (c'est-à-dire, moteur au ralenti, en coupure décélération, charge partielle, ...), - de la vitesse du véhicule, et - de la température ambiante sous le capot. Dès que la température modélisée à l'instant i est calculée, on vérifie si cette température modélisée ou si la température réelle à ce même instant i est inférieure au seuil de régulation du moteur Sr (étape 40). On rappelle que le seuil de régulation Sr du moteur est la température du liquide de refroidissement à laquelle le thermostat est autorisé à laisser passer le liquide de refroidissement vers le radiateur pour qu'il se refroidisse. Ce seuil de régulation Sr est en général de l'ordre de 90 à 95 "C. Si aucune des deux températures (modélisée et mesurée) ne dépasse ce seuil Sr, on calcule une nouvelle température modélisée à l'instant d'après. Par contre, si l'une des deux températures est supérieure au seuil de régulation, on passe aux étapes 50 et 60. L'étape 50 permet de traiter le cas où la température mesurée T(i) est plus élevée que le seuil de régulation Sr. Dans ce cas, L'étape 70 permet de déterminer la valeur de l'écart entre la température modélisée et la température réelle. Pour cela, on forme la valeur absolue de la différence de ces deux températures. L'écart de température ainsi obtenu est ensuite comparé à un seuil E. Par exemple, ce seuil peut être de 10%. Ainsi, si l'écart de température est inférieur à 10%, on considère qu'il n'y a pas de panne moteur (étape 71). Par contre, si l'écart de température est supérieur à ce seuil E, alors une panne du thermostat est détectée (étape 72). Comme dans ce cas, c'est la température réelle qui est supérieure à la température de modélisation (étape 50), il y a donc une surchauffe moteur en raison d'un thermostat bloqué en position fermé ; c'est-à-dire que le thermostat ferme le passage du liquide de refroidissement vers le radiateur et empêche le refroidissement du liquide. Avantageusement, un témoin (non représenté) indique au conducteur qu'il y a surchauffe du moteur. L'étape 60 permet de traiter de manière correspondante le cas où la température de modélisation est supérieure au seuil de régulation Sr. Là aussi, on calcule l'écart de température entre la température modélisée et la température mesurée (étape 65), et dans le cas où cet écart est inférieur au seuil E (inférieur à 10% par exemple), on considère qu'il n'y a pas de panne (étape 66). Par contre, lorsque l'écart est supérieur à E, on en déduit qu'il existe une panne du thermostat (étape 67). Comme la température modélisée est supérieure à la température réelle, on en déduit que le thermostat est resté bloqué en position ouverte et laisse passer le liquide de refroidissement vers le radiateur. Avantageusement, lorsque ce type de panne (étape 67) est détecté, on informe le conducteur, par un témoin approprié, que le thermostat de son véhicule présente un défaut et que la température du moteur est inférieure à sa température optimale de fonctionnement. On notera que les pannes détectées (thermostat ouvert ou fermé) sont transmises à un calculateur de contrôle moteur pour y être mémorisées. Le traitement de l'historique de ces pannes est utile notamment pour la réparation du thermostat défectueux. On notera que la valeur de seuil E peut être différente de 10%. Cette valeur doit en fait être significative d'un écart trop important entre la température modélisée et la température mesurée. En fonctionnement, il est normal que les températures modélisée et mesurée aient tendance à diverger. Bien entendu, plus le suivi de la température modélisée est assuré correctement et plus le seuil significatif d'une panne du thermostat peut être faible (E = + 5 % ou moins). REVENDICATIONS 1. Procédé de détection d'un dysfonctionnement du thermostat de régulation de la température du liquide de refroidissement d'un moteur à combustion interne, le dit moteur comportant un capteur mesurant la température réelle du liquide de refroidissement, le dit procédé consistant à: - mesurer la température (To) du liquide de refroidissement au moment du démarrage du moteur, - initialiser le calcul d'une température modélisée (T mod) à partir de la valeur (To) de la température acquise au démarrage, - déterminer si la température réelle (T1) ou la température modélisée (Tmod (i, ) est supérieure à un seuil de régulation (Sr), et dans ce cas, - déterminer, à des intervalles de temps réguliers, L'écart entre la température réelle (Tj) du liquide de refroidissement et la température modélisée (Tmod (i)) à ce même instant, et si l'écart, à un instant donné, est supérieur à un seuil (E) prédéterminé - signaler un dysfonctionnement du thermostat. 2. Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque la température modélisée (Tmod (|)) est supérieure à la température réelle (T1) d'au moins la valeur du seuil (E) prédéterminé, alors, le thermostat est détecté comme étant bloqué en position ouverte. 3. Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque la température réelle (Tj) est supérieure à la température modélisée (Tmod 4. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température modélisée (Tmod (i, ) évolue dans le temps en fonction notamment, du régime du moteur (N), de sa charge, de l'état du moteur, de la vitesse du véhicule et de la température ambiante sous capot. 5. Procédé de détection selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'état du moteur est représentatif du fait que le moteur tourne au ralenti et / ou en coupure décélération et / ou en charge partielle. 6. Procédé de détection selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que chacun des paramètres influant sur la température modélisée (Tmod (i, ) est suivi par cartographie.