Brevet FR2793843A1 — publié le 20001124

L'invention concerne un procédé destiné à faire fonctionner une soupape thermostatique, qui définit une répartition quantitative du fluide de refroidissement sortant d'un moteur à combustion interne, selon une quantité de fluide de refroidissement s'écoulant à travers un radiateur de fluide de refroidissement et une quantité de fluide de refroidissement s'écoulant en retour vers le moteur à combustion interne en contournant le radiateur de fluide de refroidissement, ainsi que des dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé. Le but de l'invention consiste à déceler si la soupape thermostatique est apte à fonctionner ou est restée bloquée dans la position ouverte ou fermée, en raison d'un coincement ou similaire. Conformément à l'invention, ce but est atteint d'après une première solution, grâce au fait que l'on mesure et l'on combine entre elles la température RÉELLE du moteur à combustion interne et la température RÉELLE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement, et que l'on compare les combinaisons à des combinaisons mémorisées de ces tempé- ratures, en vue de déceler un fonctionnement défectueux de la soupape thermostatique et de former un signal représentatif du fonctionnement défectueux. L'invention se fonde sur la constatation selon laquelle la température du moteur et la température du fluide de refroidissement à la sortie du radiateur de refroidissement, vérifient des relations réciproques déterminées lorsque la soupape thermostatique fonctionne normalement. Si par contre on constate des combinaisons de températures qui ne peuvent pas apparaître dans le cas d'un fonctionnement normal, on peut conclure directement à la présence d'un fonctionnement défectueux de la soupape thermostatique. D'après une seconde solution, le but recherché peut également être atteint par le fait que l'on mesure la température RÉELLE du moteur à combustion interne et la température RÉELLE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement, et que l'on combine et compare entre eux des états et des variations d'états des températures relevées, en vue de déter- miner à partir de là un fonctionnement défectueux de la soupape thermo- statique et de former un signal représentatif du fonctionnement défectueux. Cette solution se base également sur la considération suivante, à savoir que certains états de température ou variations d'états ne peuvent pas apparaître lorsque la soupape thermostatique fonctionne normalement, de sorte que lorsque ces états ou variations d'états apparaissent malgré tout, il est possible de conclure directement à un fonctionnement défectueux de la soupape thermostatique. Selon une autre configuration de l'invention, il est prévu de relever la température ambiante environnante et d'en tenir compte dans les combinaisons. En tenant compte de la température ambiante environnante dans la mesure et le traitement d'évaluation, il est possible d'affiner le traitement d'évaluation, et de discerner sans équivoque des combinaisons de températures, le cas échéant équivoques, en tant que fonctionnement défectueux ou fonctionnement normal. Selon une caractéristique du procédé de l'invention, on forme respecti- vement des signaux différents lorsque la soupape thermostatique demeure dans une position ouverte ou dans une position fermée. Dans un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la première solution, sont prévus une mémoire destinée à stocker un grand nombre de combinaisons de températures du moteur à combustion interne et de températures du fluide de refroidissement à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement, et de préférence également de la température ambiante environnante, des moyens pour relever la température RÉELLE du moteur à combustion interne et des moyens pour relever la température RÉELLE du fluide de refroidissement à la sortie du radiateur de fluide de refroidis- sement, et de préférence des moyens pour relever la température ambiante environnante, des moyens pour former des combinaisons des températures mesurées et des moyens pour comparer les combinaisons mémorisées aux combinaisons des températures mesurées, et finalement des moyens pour former un signal représentatif d'un fonctionnement défectueux de la soupape thermostatique. Dans un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la deuxième solution, sont prévus des moyens pour relever la température RÉELLE du moteur à combustion interne et des moyens pour relever la température RÉELLE du fluide de refroidissement à la sortie de fluide de refroidissement, et de préférence des moyens pour relever la température ambiante environnante, moyens dont les sorties sont raccordées à un circuit logique, qui, en fonction d'états et de variations d'états des températures relevées, forme, le cas échéant, un signal représentatif d'un fonctionnement défectueux de la soupape thermostatique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description, qui va suivre, d'exemples de réalisation, et au regard des dessins annexés, qui montrent: - Figure 1 un petit extrait d'un genre de diagramme caractéristique de combinaisons de températures possibles, en fonctionnement normal d'un circuit de fluide de refroidissement, doté d'une soupape thermostatique, d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, - Figure 2 des exemples de valeurs RÉELLES mesurées dans le cas d'une soupape thermostatique bloquée dans l'état fermé, Figure 3 des exemples de valeurs RÉELLES mesurées dans le cas d'une soupape thermostatique bloquée dans l'état ouvert, et - Figure 4 un plan de circuit logique destiné à déceler un fonctionnement défectueux d'une soupape thermostatique. Des installations de refroidissement de moteurs de véhicules automobiles sont généralement équipées d'une soupape thermostatique, qui pilote la répartition quantitative, selon laquelle le fluide de refroidis- sement sortant du moteur à combustion interne s'écoule à travers un radiateur de fluide de refroidissement ou retourne directement au moteur à combustion interne, en contournant un radiateur de fluide de refroidis- sement, en le court-circuitant. À l'aide de cette soupape thermostatique, on vise à maintenir la température de fonctionnement du moteur à combustion interne, à un niveau (élevé) le plus constant possible, une fois que ce moteur s'est échauffé en fonctionnement. De telles soupapes thermostatiques ont atteint, en raison de leur développement depuis de longues années, un standard de qualité très élevé, de sorte qu'elles ne tombent que très rarement en panne. Malgré tout, il est exigé de surveiller l'aptitude au fonctionnement de ces soupapes thermostatiques. Cela est effectué, conformément à l'invention, sans inter- vention dans la soupape thermostatique, mais uniquement sur la base d'un traitement d'évaluation de températures relevées, notamment des tempé- ratures influencées par la soupape thermostatique. On mesure la température TMOT du moteur à combustion interne, ce qui peut par exemple s'effectuer au moyen d'un capteur de température, qui mesure la température du fluide de refroidissement à l'intérieur du moteur à combustion interne ou à la sortie du moteur à combustion interne, ou bien au moyen d'un capteur de température qui mesure la température d'une pièce constitutive du moteur à combustion interne. Ceci est une mesure, qui aujourd'hui est effectuée usuellement dans chaque moteur à combustion interne, et qui peut être prélevée sur l'appareillage de com- mande du moteur. Par ailleurs, on mesure la température TK SORTIE a la sortie du radiateur de fluide de refroidissement. Cela est une température qui aujourd'hui n'est pas mesurée usuellement, parce qu'elle n'est pas utilisée par la commande du moteur. En supplément, on mesure également la température ambiante environnante Tu, qui est mesurée notamment en tant que température de l'air d'admission dans le collecteur d'admission du moteur à combustion interne. Sur la Figure 1, ces températures sont reportées pour différents états de marche, la position de la soupape thermo- statique respectivement correspondante étant indiquée dans chaque cas. Le chiffre 0 représente la position fermée et le chiffre 1, la position ouverte. Sur la Figure 1 à gauche, est tout d'abord représenté un démarrage à une température ambiante environnante très froide, poursuivi par une marche à une température ambiante environnante Tu restant invaria- blement basse, d'une valeur de -20 C. Lors du démarrage, la soupape thermostatique est dans la position fermée (position 0), de sorte que du fluide de refroidissement s'écoule exclusivement de la sortie du moteur, directement à nouveau vers l'entrée du moteur, en contournant le radiateur de fluide de refroidissement. Le moteur est ainsi tout d'abord chauffé rapidement, tandis que la température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement reste inchangée. On suppose que la soupape thermostatique s'ouvre à environ 100 C, c'est à dire libère en partie l'écoulement de fluide de refroidissement à travers le radiateur de fluide de refroidissement. Cela conduit maintenant également à un échauffement du fluide de refroidissement à la sortie de fluide de refroidissement, de sorte que cette température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement augmente jusqu'à environ 280C. Si l'on part du principe que la température de fonctionnement du moteur à combustion interne doit être régulée au moyen de la soupape thermostatique à la valeur TMOT de 110 C, alors la température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement atteint environ 320C. Dans le domaine de ces températures, la soupape thermostatique est ouverte (position 1). Il est déjà possible, dans ce domaine de température, sur la base d'une comparaison des combinaisons de températures, de déceler si la soupape thermostatique s'est ouverte ou non en atteignant la température d'ouverture. Si la température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement, pour une température RÉELLE TMOT de 107 C, se situe encore sensiblement en-dessous de 280C, alors que la température ambiante environnante Tu n'a pas varié, il est possible d'en conclure que la soupape thermostatique ne s'est pas ouverte, mais est au contraire restée dans sa position fermée. Si comme le laisse également entrevoir la Figure 1, le véhicule circule ensuite sur un parcours en descente, pour une même température ambiante environnante Tu basse, la température du moteur TMOT et la température TK SORTIE à la sortie du radiateur chutent, tandis que la soupape thermostatique commute à nouveau sur sa position fermée. Comme il n'y a plus de fluide de refroidissement qui s'écoule à travers le radiateur de fluide de refroidissement, la température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement chute relativement rapidement. Ici également, il est possible de déceler si la soupape thermostatique a effectivement commuté dans sa position fermée (position 0). Si, par exemple, on conserve une température TK SORTIE élevée alors que la température du moteur TMOT chute, ceci constitue un indice susceptible de conclure au fait que la soupape thermostatique ne s'est pas fermée, mais est au contraire bloquée dans la position ouverte. Sur la Figure 1 sont, par ailleurs, indiquées des combinaisons de températures pour un parcours extra-urbain, que le véhicule débute dans un état déjà échauffé, c'est à dire avec une température de moteur TMOT de C, une température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement de 40 C, et une temperature ambiante environnante Tu au collecteur d'air d'admission d'également 400C. La soupape thermostatique régule alors la température à une température de fonctionnement TMOT de par exemple 1100C. La soupape thermostatique s'est ouverte, par exemple, à une température TMOT de 1020C, de sorte que la température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement a également augmenté. Si le véhicule parvient alors, en raison d'un parcours en descente, en un mode de marche par inertie de poussée, la température du moteur TMOT tout comme la température TK SORTIE du fluide de refroidissement à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement chutent. Ici également, il est possible, à l'aide d'une comparaison des combinaisons de températures, de déter- miner si la soupape thermostatique est apte à fonctionner ou est bloquée dans son état ouvert ou son état fermé. Sur la Figure 2 sont représentés des exemples de combinaisons de températures, sous la forme d'un tableau, lorsque la soupape thermo- statique est bloquée dans l'état fermé durant une phase de marche d'échauffement ou de chauffe, ou durant une marche normale (parcours extra-urbain). Si la soupape thermostatique s'est déjà bloquée durant la phase de marche d'échauffement seule s'élève la température TMOT du moteur à combustion interne, alors que la température TK SORTIE du fluide de refroidissement à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement reste à une valeur basse (constante). Si dans ce cas, en plus la température ambiante environnante Tu reste également constante, la température TK SORTIE qui reste constante pour une augmentation de la température TMOT, constitue un indice pour la non ouverture de la soupape thermostatique. Si au cours d'un parcours extra-urbain, tel que cela est représenté à droite sur la Figure 2, la soupape thermostatique vient, après un cycle de régulation, à rester coincée ou bloquée dans l'état fermé, cela peut également être décelé au niveau des combinaisons de températures. Lorsque la soupape thermostatique a régulé le moteur à une température de fonctionnement TMOT de 110 C, la température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement vaut par exemple 80 C. Si par contre la température du moteur TMOT augmente, mais que la température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement chute, cela constitue un indice clair pour le fait que la soupape thermostatique ne s'est plus ouverte après un cycle de régulation. Comme dans le cas d'une soupape thermostatique bloquée dans l'état fermé, il existe un risque de surchauffe du moteur à combustion interne, et ainsi un risque d'endommagement, on délivre un signal d'alarme, par exemple à partir d'une température TMOT de 115 C du moteur à combustion interne. Sur la Figure 3 sont représentés, dans un tableau, des exemples de combinaisons de températures pour une soupape thermostatique bloquée dans l'état ouvert. Si la soupape thermostatique s'est déjà bloquée dans l'état ouvert durant la phase d'échauffement, le moteur à combustion interne s'échauffe dans le même sens et de la même façon que le fluide de refroidissement s'écoulant à travers le radiateur de fluide de refroidisse- ment, ce qui signifie que la température TMOT du moteur à combustion interne et la température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroi- dissement sont sensiblement identiques et varient également de manière sensiblement identique. Aussi longtemps que la température ambiante environnante Tu ne varie pas, ceci constitue également une indication fiable pour une soupape thermostatique bloquée dans l'état ouvert. Si la soupape thermostatique, sur un parcours extra-urbain, vient à se bloquer dans l'état ouvert après un cycle de régulation, la température TMOT du moteur à combustion interne chute, tandis que la température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement augmente, jusqu'à ce que les deux soient sensiblement identiques, dans la mesure o la température ambiante environnante Tu ne varie pas. Cela constitue également une indica- tion fiable pour un blocage dans l'état ouvert de la soupape thermostatique. Lorsque la soupape thermostatique se bloque dans l'état ouvert, il n'y a pas de risque de surchauffe. Il n'est de ce fait pas obligatoire de générer un signal d'alarme qui rend le conducteur attentif à ce danger. Dans ce cas il suffit d'engendrer un signal indiquant par exemple la nécessité d'un entretien. Comme cela a été évoqué plus haut, au fonctionnement normal, pour une soupape thermostatique apte à fonctionner, sont associées des combi- naisons déterminées de la température TMOT du moteur à combustion interne, de la température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement et de la température ambiante environnante Tu. Ces combinaisons peuvent être mémorisées dans un genre de diagramme caractéristique. Si l'on mesure alors les températures REELLES et que l'on compare leurs combinaisons aux combinaisons stockées en mémoire, il est aisément possible de déceler, dans chaque cas, si la soupape thermo- statique est apte à fonctionner ou s'est bloquée dans la position ouverte ou fermée. Il est alors possible, en fonction de cette constatation, de générer un signal représentatif de la position de blocage correspondante. De la même manière, il est possible de stocker dans un genre de diagramme caractéristique, les combinaisons de températures qui corres- pondent aux combinaisons apparaissant pour une soupape thermostatique bloquée dans la position ouverte ou la position fermée. Dans ce cas, on déclenche alors, lorsque l'on décèle ou constate l'apparition de ces combinaisons, un signal correspondant qui indique si la soupape thermo- statique est bloquée dans la position ouverte ou la position fermée. Il est également possible, tel que cela a déjà été explicité plus haut, de déceler un fonctionnement défectueux de la soupape thermostatique au regard d'états de température ou de variations d'états des températures, parce que ceux-ci sont très différents lorsque la soupape thermostatique fonctionne normalement ou est restée bloquée dans une position. Si, pour une température ambiante environnante Tu inchangée, la température TMOT du moteur et la température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement varient selon des sens opposés, cela constitue un indice pour un fonctionnement défectueux de la soupape thermostatique. Lorsque la température TMOT du moteur augmente et la température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement chute ou reste constante, on peut en conclure que la soupape thermostatique est restée bloquée dans la position fermée. Si au contraire, la température TMOT du moteur chute, et la température TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement augmente, on peut en conclure que la soupape thermostatique est restée bloquée dans la position ouverte. Si en outre, la température TMOT du moteur et la température TK SORTIE sont identiques et varient dans le même sens, également pour une température ambiante environnante Tu restant inchangée, on peut conclure au fonctionnement défectueux de la soupape thermostatique pour lequel la soupape thermostatique est restée bloquée dans la position ouverte. Cette détermination d'un fonctionnement défectueux est par exemple possible à l'aide du circuit logique représenté sur la Figure 4. Un comparateur 10 compare la température RÉELLE TMOT du moteur à combustion interne à la température RÉELLE TK SORTIE à la sortie du radiateur de fluide de refroidis- sement. Si ces deux températures sont identiques, elles sont transférées par un inverseur logique 11 à un élément logique ET 12. Un autre comparateur 13 compare la température ambiante environnante Tu à la température TK SORTIE et applique un signal à la deuxième entrée de l'élément logique ET 12. La sortie de l'élément logique ET est appliquée à l'entrée d'un élément logique OU 14, qui délivre un signal 15 indiquant que la soupape thermostatique est ouverte. Un comparateur 16 compare les températures de moteur TMOTn et TmoTn+l en deux instants successifs et applique son signal à l'entrée d'un élément logique ET 18 dont la sortie est inversée. À la deuxième entrée de l'élément logique ET 18 est raccordée la sortie d'un comparateur 17, qui compare les températures mK SORTIEn et TK SORTIEn+l en deux instants successifs, à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement, et qui, en cas de différence positive, délivre un signal à l'élément logique ET 18. À la deuxième entrée de l'élément logique OU 19, dont la première entrée est raccordée la sortie inversée de l'élément logique ET 18, est raccordée la sortie d'un élément logique ET 22 dont les entrées sont raccordées à un comparateur 20 et un comparateur 21. Le comparateur 20 compare la température de moteur TMOT M et TMOT m+l en des instants successifs et délivre, en cas de différence positive, un signal à l'élément logique ET 22. Le comparateur 21 compare la température TK SORTIE M et TK SORTIE M+1 en des instants successifs et délivre également, en cas de différence positive, un signal à l'entrée de l'élément logique ET 22. La sortie de l'élément logique OU 19 est raccordée à une entrée d'un élément logique ET 25 dont la sortie est raccordée à la deuxième entrée de l'élément logique OU 14. À l'élément logique ET triple 25 sont raccordées les sorties d'un comparateur 23 qui compare la température de CONSIGNE TMOT CONS à la température RÉELLE TmOT RÉELLE. À la troisième entrée de l'élément logique ET est raccordé un comparateur 24 qui compare la température ambiante environnante Tu à la température RÉELLE TK SORTIE. R E V E N D I C A T I ONS 1. Procédé destiné à faire fonctionner une soupape thermostatique, qui définit une répartition quantitative du fluide de refroidissement sortant d'un moteur à combustion interne, selon une quantité de fluide de refroidissement s'écoulant à travers un radiateur de fluide de refroidissement et une quantité de fluide de refroidissement s'écoulant en retour vers le moteur à combustion interne en contournant le radiateur de fluide de refroidissement, caractérisé en ce que l'on mesure et l'on combine entre elles la température RÉELLE du moteur à combustion interne et la température RÉELLE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement, et en ce que l'on compare les combinaisons à des combinaisons mémorisées de ces températures, en vue de déceler un fonctionnement défectueux de la soupape thermostatique et de former un signal représentatif du fonction- nement défectueux. 2. Procédé destiné à faire fonctionner une soupape thermostatique, qui définit une répartition quantitative du fluide de refroidissement sortant d'un moteur à combustion interne, selon une quantité de fluide de refroidissement s'écoulant à travers un radiateur de fluide de refroidis- sement et une quantité de fluide de refroidissement s'écoulant en retour vers le moteur à combustion interne en contournant le radiateur de fluide de refroidissement, caractérisé en ce que l'on mesure la température RÉELLE du moteur à combustion interne et la température RÉELLE à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement, et que l'on combine et compare entre eux des états et des variations d'états des températures relevées, en vue de déterminer à partir de là un fonctionnement défectueux de la soupape thermostatique et de former un signal représentatif du fonctionnement défectueux. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on relève la température ambiante environnante et l'on en tient compte dans les combinaisons. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on forme respectivement des signaux différents lorsque la soupape thermo- statique demeure dans une position ouverte ou dans une position fermée. Il 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que sont prévus une mémoire destinée à stocker un grand nombre de combinaisons de températures du moteur à combustion interne et de températures du fluide de refroidissement à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement, des moyens pour relever la température RÉELLE du moteur à combustion interne et des moyens pour relever la température RÉELLE du fluide de refroidissement à la sortie du radiateur de fluide de refroidissement, des moyens pour former des combinaisons des températures mesurées et des moyens pour comparer les combinaisons mémorisées aux combinaisons des températures mesurées, et finalement des moyens pour former un signal représentatif d'un fonctionnement défectueux de la soupape thermostatique. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que sont prévus des moyens pour relever la tempé- rature RÉELLE du moteur à combustion interne et des moyens pour relever la température RÉELLE du fluide de refroidissement à la sortie de fluide de refroidissement, moyens dont les sorties sont raccordées à un circuit logique, qui, en fonction d'états et de variations d'états des températures relevées, forme, le cas échéant, un signal représentatif d'un fonctionnement défectueux de la soupape thermostatique. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que sont prévus des moyens destinés à relever la température ambiante environnante.