Brevet FR2799506A1 — publié le 20010413

Dispositif analyse de l'efficacité d'une installation de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile L'invention concerne le domaine des circuits refroidisse ment de moteurs, notamment de véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement un dispositif d'analyse de 1 ' ef f icacite dl une installation de refroidissement, comportant un tel circuit. Un circuit de refroidissement comporte genéralement un radiateur parcouru par un liquide de refroidissement qui circule dans une boucle de refroidissement definissant le circuit précité. Ce radiateur est interposé dans un flux d'air destiné à refroidir, par échange thermique, liquide de refroidissement dans le radiateur. Un tel radiateur comporte généralement une entrée et une sortie du liquide refroidis sement, par lesquelles il est connecté au circuit précité. Cependant, il advient parfois que les conduits prévus dans le radiateur (généralement des tubes communiquant avec des boites collectrices), se colmatent par encrassement et/ou par détérioration du liquide de refroidissement ce qui peut entraîner une grave détérioration du moteur véhicule. Il est actuellement souhaité des appareils de diagnostic permettant de vérifier, de manière fiable, le bon fonctionne ment du circuit de refroidissement du moteur. La présente invention vient améliorer la situation. Elle porte alors sur un dispositif d'analyse l'efficacité d'une installation de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, cette installation comprenant circuit de liquide de refroidissement parcourant un radiateur muni d'une entrée et d'une sortie du liquide de refroidissement. Selon une caractéristique générale de l'invention, ce dispositif dl analyse comprend au moins un premier et un second capteur disposés à proximité respectivement de l'entrée et la sortie du radiateur, pour relever des première et seconde températures représentatives des températures du liquide refroidissement respectivement à l'entrée et à la sortie du radiateur. Ces capteurs sont connectés à des moyens représentation d'une comparaison des première et seconde temperatures précitées. Ainsi, la comparaison de ces deux températures permet détecter une défaillance du radiateur de refroidissement, en particulier si leur différence s'écarte d'une valeur seuil Selon une caractéristique optionnelle avantageuse de l'inven tion le dispositif comporte un troisième capteur propre à relever une troisième température du liquide de refroidisse ment sensiblement en sortie du moteur. Un tel capteur additionnel permet de détecter en outre défaillance d'un autre élément du circuit de refroidissement tel qu'une vanne thermostatique ou une vanne pilotée électri quement par un capteur sur le circuit, que comportent habituellement des installations de refroidissement de moteurs de véhicules automobiles. Avantageusement, le dispositif d'analyse comporte un module de commande des capteurs pour relever répétitivement les première et seconde températures, en vue de suivre temporelle ment la comparaison précitée. Préférentiellement, ce module de commande est agencé en outre pour activer les capteurs pendant une durée prédéterminée pour chaque relevé de température. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le dispositif d'analyse comporte en outre un second module relié, d'une part, aux capteurs et, d'autre part, aux moyens de représentation, pour mettre en forme des signaux que délivrent les capteurs, ces signaux étant représentatifs des première et seconde températures relevées. Ce module de mise forme comporte alors au moins un circuit intégrateur signaux, en vue d'obtenir une représentation de la comparai , moyennée sur la durée prédéterminée. Dans un premier mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de représentation comportent une imprimante munie de deux traceurs respectifs des évolutions temporelles des signaux précités. Dans un second mode de réalisation de l'invention, les capteurs sont reliés à un ordinateur de bord que comporte véhicule. Les moyens de représentation coopèrent alors avec un processeur que comporte l'ordinateur pour délivrer signal d'alarme si la différence entre la première et la seconde température est inférieure à un seuil prédétermine. La présente invention vise aussi un procédé d'analyse l'efficacité d'une installation de refroidissement d'un moteur véhicule automobile. Un tel procédé comporte, selon caractéristique générale de l'invention, les étapes suivan- a) prévoir au moins un premier et un second capteur de température disposés à proximité respectivement de l'entrée et de la sortie du radiateur, b) relever des première et seconde températures représentati ves de températures du liquide de refroidissement respective ment à l'entrée et à la sortie du radiateur, et représenter lesdites première et seconde températures sous forme de comparaison. Préférentiellement, les première et seconde températures sont, cours de l'étape b), relevées répétitivement, en vue d'obtenir, au cours de l'étape c), une représentation de allure temporelle des première et seconde températures. autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une installation refroidissement d'un moteur M d'un véhicule automobile ; figure 2 représente schématiquement un dispositif d'analyse selon le premier mode de réalisation de la présente invention ; et - figure 3 représente les allures temporelles des tempéra tures Tl, T2 et T3, mesurées respectivement par les premier, second et troisième capteurs précités. La description détaillée ci-après et les dessins annexés contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention mais contribuer aussi à sa définition, le cas échéant. On réfère tout d'abord à la figure 1 pour décrire un circuit de refroidissement d'un moteur M d'un véhicule automobile. Le circuit de refroidissement comprend une pompe P du liquide de refroidissement en sortie du moteur M qui alimente une vanne thermostatique VT vers une voie dérivation D (terme traduit de l'anglais "by-pass") ou vers un radiateur de refroidissement R. La vanne thermostatique coupe 1 1 alimentation du radiateur R et alimente la voie de dérivation D, tant que la température du liquide de refroidis sement la traversant est inférieure à un seuil prédéterminé (généralement autour de 800 C). Pour des températures supé rieures à ce seuil, la vanne thermostatique VT alimente radiateur R et coupe l'alimentation de la voie de dérivation D. pratique, le liquide de refroidissement est destiné a refroidir des pistons du moteur M (représentés sur la figure 1). L'installation de refroidissement comprend en outre une boucle B munie d 1 un radiateur de chauf f age RC d'un f lux d 1 air destiné à être ventilé dans l'habitacle du véhicule. En pratique, un tel radiateur de chauf f age RC est disposé dans une branche dl chaud d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation de l'habitacle, et parcouru par une partie du liquide de refroidissement qui sort du moteur M. Le radiateur R comprend une entrée E connectée à la vanne thermostatique et une sortie S connectée au moteur M. Un groupe moto-ventilateur GMV entraîne en rotation des pales qu'il comporte pour produire un flux d'air qui refroidit, par échange thermique, le liquide de refroidissement parcourant le radiateur R. Généralement, le radiateur R est formé de tubes communiquant de part et d'autre avec deux boites collectrices, tandis que le liquide de refroidissement effectue une pluralité de trajets "aller-retour" entre les deux boites collectrices, dans les tubes du radiateur R. En outre, il peut être prévu entre les tubes des éléments perturbateurs du flux d'air (ailettes) pour augmenter la coopération du flux d'air avec les tubes du radiateur R. L'entrée E et la sortie S du radiateur R se présentent généralement sous la forme de conduits communiquant chacun avec une ouverture prévue dans chaque boîte collectrice. Ainsi, les températures respectives de ces conduits sont représentatives d'une température d'entrée Tl et d'une température de sortie T2 du liquide de refroidissement parcourant le radiateur R. Selon l'invention, il est prévu de disposer un capteur de température Cl à proximité de l'entrée du radiateur R, ainsi qu'un second capteur de température C2 à proximité de la sortie du radiateur R. Comme on le verra plus loin, la température de sortie du radiateur R doit être inférieure à sa température d'entrée, tandis que la différence entre les deux températures (Tl - T2) est représentative de l'efficacité du circuit de refroidissement, en particulier du radiateur R. Le troisième capteur en température C3, précité, est, dans l'exemple décrit, prévu en amont du radiateur de chauffage RC dans le sens de parcours du liquide de refroidissement dans la boucle B. Il mesure ainsi une température T3 voisine de la température du liquide en sortie du moteur M. Ainsi, un dysfonctionnement de la vanne thermostatique VT et/ou du thermostat qu'elle comporte peuvent être détectés partir des mesures de la température T3. En effet, lorsque la vanne thermostatique VT laisse circuler le liquide de refroidissement dans le radiateur R pendant une durée suffisante, la température T3 que prend le capteur C3 est voisine de la température TI en entrée du radiateur R. En revanche, lorsque le radiateur R vient d'être alimenté, la différence entre les températures Tl et T3 est substantielle et représentative d'une inertie du circuit de refroidissement. On réfère maintenant à la figure 2 pour décrire le dispositif d'analyse selon le premier mode de réalisation de la présente invention. Dans ce mode de réalisation, le dispositif d'analyse se présente sous la forme d'un appareil de diagnostic, extérieur au véhicule automobile et destiné à être utilisé en atelier par un personnel agréé (garages, concessionnaires ou autres). Cet appareil de diagnostic comporte alors un boîtier 3 relié à capteurs Cl et C2 par des câbles 11, 12 et 210, 22. Les capteurs Cl et C2 sont montés, de préférence, sur des colliers de fixation 10 et 20 destinés à être montés de façon amovible sur les conduits d'entrée E et de sortie S du radiateur R, de sorte que les capteurs Cl et C2 mesurent des températures respectives, représentatives de la température du liquide de refroidissement à l'entrée E et à la sortie S du radiateur R. Dans son boîtier 3, l'appareil de diagnostic selon l'invention comporte un bloc d'alimentation 5, par exemple une alimenta tion autonome (piles ou autres) ou encore un circuit d'adapta tion d'alimentation s'il est prévu de raccorder l'appareil de diagnostic à une source d'alimentation extérieure (batterie du véhicule, alimentation secteur ou autre). Le bloc d'alimentation 5 est connecté à un module de commande 4 des capteurs Cl et C2. Ce module de commande interrompt à des instants choisis l'alimentation des capteurs Cl et C2, s'il est souhaité en particulier des mesures discrètes des températures Tl et T2 (mesures non continues). Le module de commande 4 comporte, dans l'exemple décrit, une horloge propre à générer un signal d'alimentation des capteurs, en créneau, de sorte que les capteurs mesurent répétitivement les températures Tl et T2 pendant une durée prédéterminée pour chaque mesure. Préférentiellement, le module de commande 4 active les capteurs Cl et C2, de sorte que ces derniers effectuent des mesures espacées par intervalle de temps choisi. Les capteurs Cl et C2 sont alimentés par les cordons 11 et 21, respectivement. Ces capteurs peuvent comporter des thermocou- ples ou encore des sondes à résistances. Les signaux (électri ques dans l'exemple décrit) que délivrent en retour ces capteurs Cl et C2 sont véhiculés par les cordons 12 et 22 vers un module de mise en forme de ces signaux. Ce module de mise en forme 6, monté dans le boîtier 3 de l'appareil de diagnos tic, comporte deux voies pour les deux capteurs. Chaque voie est munie d'un circuit intégrateur 61, pour moyenner temporel- lement les signaux sur lesdites durées prédéterminées. En pratique, ce circuit intégrateur 61 est calé sur l'horloge que comporte le module de commande 4. Par exemple, la constante temps des capteurs (durée prédéterminée) peut être voisine de 5 secondes, tandis que la cadence des mesures (intervalle de temps choisi) est voisine de 2 secondes. En sortie des circuits d'integration 61, les deux voies du module de mise en forme 6 sont reliées à une imprimante 7 munie d'un traceur 71 pour chacun des signaux représentatifs des températures Tl et T2. Cette imprimante comporte, par exemple, un bloc de papier qui se déroule à vitesse constante, tandis que les traceurs 71, par exemple reliés à des électro- aimants activés par les signaux électriques que délivrent les capteurs Cl et C2, dessinent les variations temporelles des températures Tl et T2 (figure 3). Il peut être prévu en outre de relier les deux voies du module de mise en forme 6 à un comparateur 62 (voies représentées en traits pointillés) , pour délivrer un signal représentatif de la différence de tempéra ture Tl - T2. Le comparateur 62 délivre alors un signal d'alarme si cette différence de température est inférieure à un seuil prédéterminé, le cas échéant. Pour respecter la clarté de la figure , le troisième capteur C3 et ses connexions au dispositif d'analyse ne sont pas représentés. Bien entendu, il est prévu une activation du capteur C3 (cadence des mesures et constante de temps) et un traitement des signaux qu il délivre (intégration et représen tation), équivalents à ceux prévus pour les capteurs Cl et C2. Par ailleurs, le capteur C3, dans ce premier mode de réalisa tion, est prévu sur un collier de fixation destiné à être monté sur le conduit de la boucle B, qui relie la pompe P au radiateur de chauffage RC. Dans une seconde forme de réalisation de la présente inven tion, les capteurs Cl, C2 et C3 sont respectivement fixés, de façon permanente, sur les conduits d'entrée et de sortie du radiateur R et sur le conduit précité de la boucle B. Ils sont connectés à un ordinateur de bord du véhicule automobile, comportant un processeur pour évaluer une différence entre les deux signaux que délivrent les capteurs Cl et C2, cette différence étant représentative de la différence de tempéra tures Tl - T2. Si cette différence est inférieure à un seuil prédéterminé (généralement en dessous de 7'C), l'ordinateur de bord délivre un message d'alarme, par exemple par un dispositif d'affichage (généralement un écran à cristaux liquides LCD ou encore des voyants lumineux prévus sur la planche de bord), pour prévenir d'une anomalie de fonctionne ment du circuit de refroidissement (colmatage du radiateur R ou carence de liquide de refroidissement). il peut être prévu en outre que l'ordinateur de bord délivre un message d'alarme si la température T3, à l'ouverture de la vanne VT pour l'alimentation du radiateur R, est significati- vement différente d'une valeur prédéterminée (généralement voisine de 90'C) . Dans ce cas, un dysfonctionnement de la vanne (ou de son thermostat) est détecté. L'ordinateur de bord peut délivrer encore un message d'alarme si la différence entre les températures T3 et Tl est encore supérieure à une valeur seuil après une durée prédéterminée. Dans ce cas, un dysfonctionnement du circuit de refroidissement est détecté. On se réfère à la f igure 3 pour décrire les variations temporelles des températures Tl (entrée du radiateur R), T2 (sortie du radiateur R) et T3 (sortie du moteur), mesurées par un dispositif d'analyse selon l'invention. La variation temporelle de la température Tl est représentée en trait plein, tandis que la variation temporelle de la température T2 est représentée en trait pointillé. La variation temporelle de la température T3 est représentée en traits alternés. A l'instant tO (véhicule à froid), les températures Tl et T2 sont sensiblement égales puisque aucun échange de chaleur n'a lieu entre le radiateur R et une source quelconque. Au temps t5, la vanne thermostatique VT représentée sur la figure 1 s'ouvre et alimente le radiateur R en liquide de refroidisse ment. Entre le temps tO et le temps t5, la température T3 augmente jusqu'à une température voisine de la température seuil de la vanne VT (voisine de 900C), puisque le liquide de refroidissement s'échauffe en traversant le moteur. Après l'instant t5, la vitesse du véhicule crée, le cas échéant, un flux d'air qui refroidit sensiblement le liquide de refroidissement dans le radiateur R. Les courbes de température Tl et T2 se séparent alors à partir de l'instant t5. A partir d'un seuil de température choisi (généralement voisin de 96' C pour la température d'entrée Tl), le groupe moto-ventilateur s'enclenche et le flux d'air qu'il produit contribue à refroidir le liquide de refroidissement dans le radiateur R. A partir du temps tl, les températures Tl et T2 décroissent, jusqu'à ce que le groupe moto-ventilateur soit désactivé (généralement pour une température de 830 C pour la température d'entrée Tl). Les deux courbes de température Tl et T2 croissent alors à nouveau à partir du temps t2. C'est ainsi que les courbes de variation de ces températures sont sensiblement cycliques entre un instant 'activation du groupe moto-ventilateur GMV (instants t d'ordre impair) et un instant de désactivation (instants t d'ordre pair). L'écart entre les deux courbes de températures et T2 permet ainsi de vérifier l'efficacité du circuit de refroidissement du moteur du véhicule. La courbe de T3 permet vérifier le bon fonctionnement de la vanne thermostatique. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme réalisation décrite ci-avant à titre exemple. Elle s'étend à d'autres variantes. on comprendra ainsi que la structure du dispositif d'analyse selon premier mode de réalisation représente sur la figure 2, est susceptible de présenter des variantes Par exemple, dans variante simplifiée du dispositif selon ce premier mode réalisation, le boîtier 3 ne comporte pas de module de commande 4 et les capteurs Cl et C2 mesurent en permanence les températures TI et T2 (mesures en continu). Dans variante encore simplifiée du dispositif d'analyse selon ce premier mode de réalisation, les circuits intégra teurs 61 sont supprimés, tandis que les signaux que délivre le circuit de mise en forme 6 sont ponctuels (non moyennés). Dans l'exemple décrit ci-avant, les deux variations de température Tl et T2 sont retracées sur l'imprimante 7. En variante, il peut être prévu de ne tracer que variation de la différence entre la température Tl et la température T2, par exemple au moyen du comparateur 62, tel représenté sur la figure 2. L'imprimante 7 dans le boîtier 3 du dispositif d'analyse est décrit aussi, ci-avant, à titre d'exemple. variante, il peut être prévu un dispositif d'affichage (écran LCD ou voyant à diodes é lectro- luminescentes) pour indiquer températures Tl, T2 et T3 sur demande d'un utilisateur. Par ailleurs, le module de commande 4 peut être remplacé par un interrupteur que peut activer manuellement un utilisateur pour lire une ou plusieurs valeurs de températures affichées. Bien que son utilisation soit particulièrement avantageuse, le troisième capteur C3, peut, dans une variante simplifiée du dispositif selon l'invention, être supprimé. Dans ce cas, les mesures de Tl et T2 sont effectuées, de préférence, après une durée prédéterminée de fonctionnement de l'installation de refroidissement, par exemple supérieure à quelques cycles (après t4). Dans l'exemple représenté sur la f igure 1, la pompe P est disposée en sortie du moteur M. En variante, la pompe peut être prévue avant l'entrée du moteur. Ainsi, le troisième capteur C3 est, dans cette variante, disposé préférentielle ment entre la sortie du moteur et le radiateur de chauffage. Dans l'exemple décrit ci-avant (figure 1), le capteur C3 est disposé entre la pompe P et le radiateur de chauffage RC. Cependant, il peut être aussi disposé directement en sortie du moteur (entre le moteur M et la pompe P), ou encore entre la pompe P et la vanne thermostatique VT. De façon générale, le troisième capteur doit être disposé avant la vanne thermostatique dans le circuit de refroidissement et entre la sortie du moteur M et tout autre équipement réalisant un échange thermique. Enfin, il peut être prévu un quatrième capteur en sortie du radiateur de chauffage RC, la différence de températures en entrée et en sortie étant représentative de l'état de fonctionnement de la boucle comprenant le radiateur de chauffage. Revendications 1. Dispositif d'analyse de l'efficacité d'une installation de refroidissement d'un moteur (M), notamment de véhicule automobile, ladite installation comprenant un circuit de liquide de refroidissement parcourant un radiateur de refroidissement (R) muni d'une entrée (E) et d'une sortie (S) dudit liquide de refroidissement, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un premier (Cl) et un second (C2) capteur disposés à proximité respectivement de l'entrée et de la sortie du radiateur (R) et propres à relever des première (Tl) et seconde (T2) températures représentatives de températures du liquide de refroidissement respectivement à l'entrée et à la sortie du radiateur (R), et en ce que lesdits capteurs sont connectés à des moyens de représentation (6,7) d'une comparaison desdites première et seconde tempéra tures. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un troisième capteur (C3) propre à relever une troisième température (T3) représentative d'une température du liquide de refroidissement sensiblement en sortie du moteur ffl- 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caracté risé en ce qu 1 il comporte un module de commande (4) des capteurs pour relever répétitivement lesdites première et seconde et/ou troisième températures, en vue de suivre temporellement ladite comparaison. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le module de commande (4) est agencé pour activer les capteurs pendant une durée prédéterminée, pour chaque relevé. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu 1 il comporte en outre un second module (6) relié, d 1 une part, aux capteurs (Cl,C2,C3) et, d'autre part, aux moyens de représentation (7) et propre à mettre en forme des signaux que délivrent lesdits capteurs, représentatifs des températures relevées (Tl,T2,T3), et en ce que ledit module de mise en forme (6) comporte au moins circuit intégrateur (61) des signaux, en vue d'obtenir une représentation de la comparai son, moyennée sur ladite durée prédéterminée. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de représentation comportent une imprimante (7) munie de deux traceurs respectifs (71) des évolutions temporelles desdits signaux. 7. Dispositif selon l'une revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier capteur (Cl) est monté sur un premier conduit communicant avec l'entrée (E) du radiateur, tandis que le second capteur (C2) est monté sur un second conduit communicant avec la sortie (S) du radiateur (R). 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, prises en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que le troisième capteur (C3) est monté sur un troisième conduit d'une boucle (B) du circuit de refroidissement, comprenant un radiateur de chauffage (RC) d'un flux d'air destiné à être ventilé dans l'habitacle du véhicule, ledit troisième conduit reliant la sortie du moteur (M) à l'entrée du radiateur de chauffage (RC). 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caracté risé en ce que les capteurs (Cl,C2,C3) sont montés de façon amovible sur lesdits conduits. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caracté risé en ce que lesdits premier et second capteurs (Cl,C2) sont reliés à un ordinateur de bord que comporte le véhicule. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de représentation sont aptes à coopérer avec un processeur que comporte l'ordinateur pour délivrer un signal d'alarme si la différence entre la première (Tl) et la seconde (T2) température est inférieure à un seuil prédétermi né. 12. Procédé d'analyse de l'efficacité d'une installation de refroidissement d'un moteur (M), notamment de véhicule automobile, ladite installation comprenant un circuit de liquide de refroidissement parcourant un radiateur de refroidissement (R) muni d'une entrée (E) et d'une sortie (S) dudit liquide de refroidissement, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) prévoir au moins un premier (Cl) et un second (C2) capteur de température disposés à proximité respectivement de l'entrée et de la sortie du radiateur (R), b) relever des première (Tl) et seconde (T2) températures représentatives de températures du liquide de refroidissement respectivement à l'entrée et à la sortie du radiateur (R), et c) représenter (6,7) lesdites première et seconde températures sous forme de comparaison. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les première (Tl) et seconde (T2) températures sont, au cours de l'étape b), relevées répétitivement, en vue d'obtenir, au cours de 1 étape c) , une représentation de 1 allure temporelle des première et seconde températures. 14. Procédé selon l'une des revendications 12 et 13, caracté risé en ce que l'étape a) comporte en outre la prévision d'un troisième capteur (C3) pour relever une troisième température (T3) représentative d'une température du liquide de refroidis sement sensiblement en sortie du moteur (M), et en ce que l'étape c) comporte en outre la représentation de ladite troisième température (T3).