Brevet FR2817287A1 — publié le 20020531

i 221384.REF Dispositif pour la régulation de température d'un moteur à combustion interne L'invention concerne un dispositif pour la régulation de température d'un moteur à combustion interne comportant un circuit pour un liquide de refroidissement, une pompe entraînée par un moteur de pompe pour transporter le liquide de refroidissement à travers le circuit, un échangeur de chaleur liquide-air, qui présente une roue de ventilateur entraînée par un moteur de ventilateur, un chauffage supplé- mentaire pour le liquide de refroidissement et un dispositif de commande qui, en fonction de la température du moteur ou de la température du liquide de refroidissement, régule les fonctionnements du moteur de pompe, du moteur de ventilateur et du chauffage supplémentaire. Un dispositif de ce type, connu par exemple par EP 0 993 546 A1, possède un circuit pour un liquide de refroidissement, une pompe entraînée par un moteur de pompe étant prévue dans le circuit pour le transport du liquide de refroidissement à travers le circuit. Par ailleurs, le circuit comporte un échangeur de chaleur liquide-air, qui comprend une roue de ventilateur entraînée par un moteur de ventilateur. Par ailleurs un chauffage supplémentaire est prévu pour le liquide de refroidissement, pour réchauffer rapidement le liquide de refroidissement lors d'un démarrage à froid. Le chauffage supplémentaire contient des tiges chauffantes séparées, à régulation électronique, ce chauffage supplémen- taire étant utilisé de préférence sur les véhicules à moteur Diesel. L'invention a pour objet de créer un dispositif du type susmentionné, dans lequel la régulation de température souhaitée pour le moteur à combustion interne est atteinte avec des efforts réduits. Cet objet est atteint selon l'invention par le chauffage supplémentaire présentant des éléments à semi-conducteurs, qui servent à réguler le fonctionnement du moteur de pompe et/ou du moteur de ventilateur. Dans l'invention, les éléments à semi-conducteur qui servent à réguler le moteur de ventilateur et le moteur de pompe sont utilisés pour le chauffage supplémentaire ou en tant que chauffage supplémentaire. De préférence, la quantité de chaleur résultant de la puissance dissipée, générée lors du fonctionnement des éléments à semi-conducteurs, peut être utilisée pour réchauffer le liquide de refroidissement lors du démarrage à froid du moteur. De préférence, un régulateur de moteur à deux canaux peut être utilisé, qui régule d'une part le fonctionnement du moteur à pompe et d'autre part le fonctionnement du moteur de ventilateur. Lors du démarrage à froid, les éléments à semi-conducteur, qui servent à la régulation de fonctionnement du moteur de pompe, sont pilotés de préférence de manière à travailler avec une puissance dissipée élevée, le cas échéant maximale. La puissance à fournir par la pompe est faible. Dans la phase de démarrage à froid elle est seulement dimensionnée de manière à éviter les pics de chaleur se produisant dans des plages. De même, les éléments à semi-conducteurs servant à la régulation de fonctionnement du moteur de ventilateur peuvent être pilotés de manière telle qu'ils fonctionnent au démar- rage à froid avec une puissance dissipée élevée, en particu- lier une puissance dissipée maximale. Par ailleurs, le moteur de ventilateur reste éteint lors du démarrage à froid, ce qui peut être obtenu par le fait que les sorties des éléments à semi-conducteurs régulant le moteur de ventilateur sont court-circuitées. La quantité de chaleur dégagée par les éléments à semi-conducteurs sert à réchauffer l'eau de refroidissement lors du démarrage à froid. Lorsque la température du moteur augmente, après le démarrage à froid, les éléments à semi-conducteurs servant à la régulation du moteur sont pilotés de manière telle qu'ils génèrent moins de dissipation. Dès que le moteur a atteint sa température de service normale, le moteur de pompe et le moteur de ventilateur fonctionnent à un rendement optimal. De préférence, il ne s'opère plus, par les éléments à semi- conducteurs, de chauffage supplémentaire du liquide de refroidissement. Ce fonctionnement peut s'opérer en fonction d'une mesure de température, par exemple par commande thermostatique. L'invention est expliquée de manière encore plus détaillée sur un exemple de réalisation à l'aide des figures. Sont montrés: figure 1 un schéma fonctionnel d'un circuit de refroidisse- ment d'un moteur à combustion interne, dans lequel l'inven- tion est utilisé; et figure 2 représentée schématiquement, la disposition d'éléments à semi-conducteurs qui sont utilisés dans l'exem- ple de réalisation. Sur la figure 1 est représenté schématiquement un circuit de liquide de refroidissement 3 d'un moteur à combustion interne 1, par exemple d'un moteur à essence ou d'un moteur Diesel. Le liquide de refroidissement est transporté de manière connue à travers un système de conduits à l'aide d'une pompe, laquelle est entraînée par un moteur de pompe 2. Dans un échangeur de chaleur à air (radiateur) 4, le liquide de refroidissement arrivant du moteur à combustion interne 1 est refroidi. Dans la zone de l'échangeur de chaleur 4 se trouve une roue de ventilateur 10 qui est entraînée par un moteur de ventilateur 6. Un dispositif de commande 5 sert à commander le fonctionnement du moteur de pompe 2 et du moteur de ventilateur 6. Le dispositif de commande 5 peut à cet effet être conçu à deux canaux. Comme on le voit de la figure 2, des éléments à semi-conducteurs 7 du dispositif de commande sont intégrés au circuit de liquide de refroidissement en tant que chauffage supplémentaire. A cet effet sont prévus, entre les éléments à semiconducteurs 7 et la conduite par laquelle le liquide de refroidissement est transporté dans le circuit de liquide de refroidissement 3 des surfaces de transmission de chaleur 9. Ces surfaces de transmission de chaleur 9 se situent de préférence dans la conduite dans laquelle le liquide de refroidissement est acheminé vers le moteur à combustion interne 1. Dans un premier état de service, qui correspond à un démar- rage à froid du moteur à combustion interne 1, les éléments à semi-conducteurs 7 qui servent à réguler ou à commander le moteur de pompe 2 et le moteur de ventilateur 6, sont pilotés avec dissipation. Il chauffent alors le liquide de refroidis- sement dans la branche du circuit de liquide de refroidisse- ment 3 dirigée vers le moteur à combustion interne 1. Un chauffage rapide du moteur à combustion interne 1 à son démarrage, en particulier au démarrage à froid, est ainsi atteint. Dans un deuxième état de service, les dissipations associées au pilotage du moteur de pompe 2 et du moteur de ventilateur 6 sont réduites, tandis que la température du moteur à combustion interne augmente. Dans le même temps, le moteur de pompe 2 fonctionne de manière telle qu'une puissance de pompage croissante est développée par la pompe de liquide de refroidissement. Une rotation de la roue de ventilateur 10 n'est pas encore requise dans cet état de service. A l'état de service 3 la température du moteur à combustion interne se situe dans une plage dans laquelle un refroidisse- ment par la roue de ventilateur 10 devient nécessaire. Un chauffage supplémentaire par les éléments à semi-conducteurs 7 n'est alors plus requis. Le moteur de pompe 2 et le moteur de ventilateur 6 fonctionnent alors avec un rendement optimal, dans lequel le liquide n'est pas chauffé de manière supplémentaire. Dans ce mode de service, qui prédomine en service de conduite normale du véhicule à moteur, la tempéra- ture du moteur à combustion interne est de l'ordre de 80 à 90 . Le liquide de refroidissement dans le circuit a alors un effet refroidissant sur les éléments à semi-conducteurs 7. Le fonctionnement du dispositif de commande 5 et en particu- lier des éléments à semi-conducteurs 7 contenus dans celui- ci, s'opère de préférence en fonction d'un thermostat 8, qui capte la température du moteur à combustion interne 1. Pour ce faire, la température du liquide de refroidissement peut être mesurée à l'entrée du liquide de refroidissement et/ou à la sortie du liquide de refroidissement du moteur à combustion interne. Comme on le remarque de la figure 2, les éléments à semi- conducteurs 7 sont disposés de manière telle qu'il s'opère sur une surface de transfert de chaleur 9 un échange thermi- que effectif entre les éléments à semi-conducteurs 7 et le liquide de refroidissement acheminé dans le circuit 3. Pour ce faire, les éléments à semi-conducteurs 7 sont disposés directement sur la conduite de liquide de refroidissement du circuit 3 avec la plus grande surface de transfert thermique possible. Les autres composants et éléments de commutation électroniques du dispositif de commande 5 peuvent être disposés sur une carte à circuit imprimé 11 disposée dans le boîtier 5. Liste des signes de référence i Moteur à combustion interne 2 Moteur de pompe 3 Circuit de liquide de refroidissement 4 Échangeur de chaleur Dispositif de commande 6 Moteur de ventilateur 7 Éléments à semiconducteurs 8 Thermostat 9 Surface de transfert thermique Roue de ventilateur 11 Carte à circuit imprimé Revendications 1. Dispositif de régulation de température d'un moteur à combustion interne comportant un circuit pour un liquide de refroidissement, une pompe entraînée par un moteur de pompe pour transporter le liquide de refroidissement à travers le circuit, un échangeur de chaleur liquide-air, qui présente une roue de ventilateur entraînée par un moteur de ventila- teur, un chauffage supplémentaire pour le liquide de refroi- dissement et un dispositif de commande qui, en fonction de la température du moteur ou de la température du liquide de refroidissement, régule les fonctionnements du moteur de pompe, du moteur de ventilateur et du chauffage supplémentai- re, caractérisé en ce que le chauffage supplémentaire présente des éléments à semi-conducteurs (7), qui servent à réguler le fonctionnement du moteur de pompe et/ou du moteur de ventilateur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au démarrage à froid, les éléments à semi-conducteurs (7) de la régulation du moteur de pompe et/ou de la régulation du moteur de ventilateur fonctionnent avec dissipation de puissance, le moteur de ventilateur (6) demeurant éteint. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans la phase de démarrage à froid le moteur de pompe (2) fonctionne de manière telle qu'est développée une puissance de pompage plus faible par rapport au service normal. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au démarrage à froid, les éléments à semiconducteurs de la régulation de moteur de pompe ou de la régulation de moteur de ventilateur, fonctionnent à une puissance dissipée accrue par rapport au service normal. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lorsque la température du moteur augmente après le démarrage à froid, la puissance dissipée des éléments à semi-conducteurs (7) de la régulation de pompe et/ou de la régulation de ventilateur est réduite. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lorsque le moteur de ventilateur (6) est en marche, le moteur de pompe (2) et le moteur de ventilateur (6) fonctionnent à un rendement optimal, de sorte qu'il ne s'opère plus, par les éléments à semi-conducteurs (7), de chauffage supplémentaire du liquide de refroidisse- ment. 7. Dispositif l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de commande (6) pour la commande du moteur de pompe (2) et le moteur de ventilation (6) est conçu à deux canaux. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'est prévue une partie du nombre des éléments à semi- conducteurs (7) du niveau de sortie pour commander le moteur de pompe (2) et une partie du nombre des éléments à semi- conducteurs (7) du niveau sortie pour commander le moteur de ventilateur (6).