Brevet FR2816674A1 — publié le 20020517

La présente invention concerne un procédé de contrôle du fonctionnement d'un groupe moto-ventilateur de véhicule automobile, c'est-à- dire du système de ventilation du circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne. Ce procédé est destiné à diagnostiquer les pannes du système de ventilation, sans attendre que sa mise en marche soit nécessaire au bon fonctionnement du moteur, et ainsi à prévenir l'utilisateur du véhicule au plus tôt après l'apparition desdites pannes. Le domaine technique de l'invention est celui du refroidissement des moteurs à combustion interne par un fluide circulant dans un circuit dit de refroidissement, composés de plusieurs éléments représentés schématiquement sur la figure unique. Une pompe à eau 1, installée par exemple au niveau de la sortie du moteur 2, assure le débit du fluide de refroidissement dans le moteur et dans des canalisations 3, qui acheminent le fluide jusqu'à la boîte à eau située dans le moteur. En sortie de cette boîte à eau est fixé un boîtier 4 de sortie d'eau comportant une sonde 5 de température d'eau et un thermostat 6, adapté pour empêcher le passage du fluide vers un radiateur 7, situé à l'avant du véhicule, et renvoyer directement le fluide vers le moteur par une canalisation by-pass 8. Le refroidissement du fluide à travers le radiateur est assuré de manière complémentaire par un ventilateur 9, ou groupe moto-ventilateur GMV, situé devant le radiateur et dont le fonctionnement est commandé par un calculateur électronique 10 en fonction de la température du fluide, via un relais électromagnétique 11. En dérivation du circuit de refroidissement, est placé un vase d'expansion, destiné à gérer les variations de pression dans le circuit, et le circuit de chauffage habitacle se greffe généralement sur ce circuit principal de refroidissement. En cours de fonctionnement, un moteur à combustion interne provoque un échauffement important de ses organes qui doivent être refroidis pour assurer des performances correctes. Pour cela, le fluide du circuit de refroidissement sortant de la partie haute du moteur, et qui est à température élevée, est pompé dans les canalisations 3 vers le radiateur 7 à travers les ailettes duquel il cède sa chaleur à l'air. Lorsque le flux d'air circulant naturellement à travers les ailettes du radiateur en raison du déplacement du véhicule est insuffisant, généralement lorsqu'il est à l'arrêt, le groupe motoventilateur est mis en marche par le calculateur 10 en fonction de la température du fluide lue par la sonde, jusqu'à ce que cette température redescende en dessous d'un seuil prédéfini. Alors, en sortie du radiateur, le fluide est normalement refroidi et est envoyé dans la partie basse du moteur, à travers lequel il va à nouveau se charger en chaleur pour refroidir à son tour le moteur à combustion interne. Au démarrage, le moteur doit atteindre rapidement sa température de fonctionnement, autour de 90OC, c'est pourquoi le thermostat limite ou interrompt la circulation du fluide vers le radiateur tant que cette température de régulation n'est pas atteinte, puis le thermostat est ouvert. Le problème posé est celui des défaillances du groupe moto-ventilateur détectables avant son utilisation nécessaire quand la température ambiante sous capot est élevée ou lors des embouteillages de la circulation, pour anticiper une panne immobilisante. En effet, le groupe moto-ventilateur est un élément complémentaire qui ne participe pas au refroidissement du fluide si la température ambiante est basse et si le radiateur est correctement exposé aux flux d'air induits par le déplacement du véhicule automobile, de sorte que la température du fluide est inférieure à un seuil défini. Par contre, quand la température sous capot est élevée, dans les bouchons ou dans les montées à forte pente, son déclenchement par le calculateur électronique est indispensable. Le groupe moto-ventilateur est commandé sur le circuit secondaire d'un relais, alimenté par la batterie 12 et dont le primaire est relié au calculateur, de telle sorte que le calculateur ne peut diagnostiquer de panne du groupe motoventilateur sans ajouter un retour du secondaire vers le calculateur. Dans le cas où le véhicule automobile n'est pas en mesure de transmettre ou de mémoriser des informations sur l'efficacité du circuit de refroidissement, le seul mode de protection du moteur contre une surchauffe pouvant conduire à sa destruction, consiste à alerter le conducteur grâce à un voyant d'alerte sur le tableau de bord, dès que la température du fluide dépasse le seuil de 115OC, l'obligeant à un arrêt immédiat. Le calculateur peut également couper l'injection ou réduire le débit de carburant. Ces différents procédés ne sont pas transparents vis-à-vis du conducteur. Actuellement, les solutions connues nécessitent un étage de mesure supplémentaire au niveau du calculateur depuis le secondaire du circuit électrique de commande du groupe moto-ventilateur, ou bien des capteurs supplémentaires de mesure de la vitesse de rotation d'arbre placés sur le groupe moto-ventilateur, ce qui entraîne un surcoût de la fonction. La demande de brevet français FR 2 773 845, déposée au nom de SIEMENS AUTOMOTIVE, à propos d'un procédé de détection d'un dysfonctionnement d'un thermostat de véhicule automobile, concerne la détection d'une panne du circuit complet de refroidissement par comparaison entre la température réelle mesurée et une autre température modélisée à partir de plusieurs acquisitions temporelles de températures réalisées sur un panel de véhicules. Ce procédé ne détecte pas l'origine du défaut, à l'exception du thermostat. Le but de l'invention est de contrôler le fonctionnement du groupe motoventilateur automatiquement, en dehors de ses périodes de mise en action nécessitée par la température du fluide de refroidissement, par une mise en action forcée par un calculateur électronique, en particulier par le calculateur d'injection, sous certaines conditions de fonctionnement du véhicule, et sans occasionner de surcoût. Pour cela, l'objet de l'invention est un procédé de contrôle du fonctionnement du groupe moto-ventilateur dans un circuit de refroidissement du moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, par circulation d'un fluide, dont la mise en action est commandée par un calculateur électronique en fonction de la température du fluide mesurée par une sonde, caractérisé en ce que, le moteur du véhicule étant démarré depuis un temps suffisant pour assurer la circulation du fluide dans le circuit de refroidissement et le véhicule se déplaçant à une allure inférieure à un seuil au-delà duquel le flux d'air déplacé assure le refroidissement principal du fluide, et à condition que la température du fluide soit inférieure à son seuil de déclenchement automatique du groupe moto-ventilateur, une mise en action forcée du groupe moto- ventilateur est envoyée par ledit calculateur électronique avec mesure et mémorisation de la température initiale du fluide de refroidissement, et en ce que cette mise en action forcée est limitée à une durée donnée au terme de laquelle la température du fluide de refroidissement est à nouveau mesurée puis comparée à la température initiale mémorisée pour en déduire l'état de fonctionnement du groupe moto-ventilateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le calculateur électronique commandant la mise en action forcée du groupe moto-ventilateur est le calculateur d'allumage-injection embarqué sur le véhicule. Selon une autre caractéristique de l'invention, le véhicule étant équipé d'un dispositif de diagnostic à distance par télétransmission d'informations à un serveur central, le calculateur électronique commandant la mise en action forcée du groupe moto-ventilateur appartient au serveur central à distance, cette mise en action étant exécutée depuis le calculateur d'allumage-injection du véhicule qui envoie au serveur central des informations sur la température du fluide de refroidissement et sur les conditions de fonctionnement du moteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un procédé de contrôle du fonctionnement du groupe moto-ventilateur d'un véhicule automobile. Le procédé étant destiné à diagnostiquer une panne du groupe motoventilateur, avant que le moteur du véhicule en ait besoin pour être refroidi, il consiste à tester le groupe moto-ventilateur automatiquement à chaque démarrage du véhicule, pendant les périodes de fonctionnement du moteur où ce dernier ne nécessite pas de refroidissement supplémentaire. Ainsi, sous certaines conditions de roulage du véhicule et de température du fluide de refroidissement, c'est le calculateur électronique d'allumage-injection qui déclenche une mise en action forcée du groupe moto-ventilateur avec comparaison de la température du fluide entre la fin et le début de cette action, selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le procédé consistant à forcer la mise en action du groupe motoventilateur n'a lieu que lorsque le moteur à combustion interne du véhicule est démarré depuis un temps suffisant pour assurer la circulation du fluide dans le circuit de refroidissement, c'est-à-dire pour que le thermostat du circuit soit ouvert. De plus, la température du fluide de refroidissement doit être inférieure à son seuil de déclenchement automatique de la boucle de contrôle du circuit de refroidissement par le calculateur d'injection, qui va commander le groupe moto-ventilateur. Pour cela, le véhicule est soit arrêté, soit se déplace à faible allure, donc à vitesse et régime modérés au-delà desquels le flux d'air déplacé assure lui-même le refroidissement principal du fluide, sans nécessiter de refroidissement complémentaire par le groupe moto-ventilateur. Donc, la température d'air doit être inférieure à 20 C par exemple, et la température du fluide comprise entre 80 et 90OC. Il est recommandé également que le régime reste stable, évitant les décélérations pour que l'énergie consommée et l'énergie dissipée à la chaleur restent stables. Les différentes conditions étant requises, le calculateur d'allumageinjection déclenche artificiellement une mise en action forcée du groupe motoventilateur pendant une durée donnée, fixée par exemple à 1 minute, puis au terme de cette action mesure à nouveau la température finale du fluide, pour la comparer ensuite à la température initiale mesurée et mémorisée juste avant la mise en action forcée. De cette comparaison, le procédé va en déduire l'état de fonctionnement du groupe moto-ventilateur. Si la température finale du fluide de refroidissement est supérieure à la température initiale, le groupe moto-ventilateur est considéré en panne. Si la température finale du fluide de refroidissement est inférieure à la température initiale, après une première mise en action forcée, le calculateur électronique va effectuer plusieurs déclenchements forcés du groupe motoventilateur, qui ne sera considéré comme en bon état de fonctionnement que si la température finale est bien inférieure à la température initiale à chaque terme de ces déclenchements, par exemple au nombre de trois au moins. Il est nécessaire d'effectuer plusieurs déclenchements forcés du groupe moto-ventilateur pour s'assurer de son bon état de fonctionnement, car une baisse de la température du fluide constatée sur un seul test n'est pas absolument significative de la rotation du ventilateur. Elle peut être due à des conditions d'environnement ayant évolué, en raison du vent ou d'une pente entre autres. Lorsque le véhicule est équipé d'un système de repérage du type GPS- - Global Positioning System-, le calculateur électronique peut recevoir des coordonnées de la position du véhicule pendant les mises en action forcées du groupe moto-ventilateur, les analyser et ainsi moduler le résultat des comparaisons entre les températures initiale et finale du fluide de refroidissement en fonction de la pente de la route empruntée par le véhicule. Cela permet de traiter le problème des variations d'échauffement dues aux variations de pente de la route. Le calculateur électronique est relié au tableau de bord du véhicule, auquel il envoie l'information de panne réelle du groupe moto-ventilateur. Cette information peut apparaître au conducteur sous forme d'un voyant spécifique au groupe moto-ventilateur, qui s'allume pour signaler la panne, ou bien sous forme d'un message explicite lorsque le véhicule est équipé d'un écran servant d'interface, ou d'une synthèse vocale. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, concernant les véhicules équipés d'un dispositif de diagnostic à distance par télétransmission d'informations à un serveur central, par exemple géré par le réseau aprèsvente du constructeur, c'est le calculateur électronique du serveur qui réalise les différentes étapes précédemment décrites dans les mêmes conditions de température et d'allure du véhicule. Il envoie la commande de mise en action forcée au calculateur électronique d'injection du véhicule, qui l'exécute si les conditions de température du fluide et les conditions de roulage du véhicule sont remplies et délivre au serveur les informations de température du fluide du circuit de refroidissement. Suivant l'évolution du signal émis par la sonde de température du fluide, le calculateur du serveur central à distance en déduit si la mise en action du ventilateur a effectivement eu lieu ou non. Les résultats de ce diagnostic sont transmis par exemple à une base centralisée, gérée par le réseau après-vente du constructeur, qui peut alors décider d'avertir personnellement l'usager du véhicule dont le groupe moto-ventilateur est en panne et lui conseiller de faire vérifier son ventilateur chez un concessionnaire et ainsi lui éviter une panne immobilisant, quelques semaines plus tard, lorsque la fonction du groupe moto-ventilateur sera réellement nécessaire. Une application de ce deuxième mode de réalisation concerne notamment les flottes de véhicules. Le serveur central évalue une population de véhicules à risques, définis d'après leur âge, leur historique, leur comportement en température par exemple. Son calculateur envoie une commande de déclenchement forcé du groupe moto-ventilateur de chacun de ces véhicules, reçue par le calculateur embarqué d'allumage-injection, qui exécute cet ordre si les conditions nécessaires au déclenchement forcé sont remplies. Ainsi, le procédé de contrôle du fonctionnement du groupe motoventilateur d'un véhicule automobile, selon l'invention, présente l'avantage d'anticiper les pannes immobilisantes par diagnostic des défaillances du groupe moto-ventilateur dans les périodes de fonctionnement du véhicule où il n'est pas indispensable, lorsque la température ambiante est basse par exemple. Ce contrôle s'effectue sans surcoût, car ne nécessite aucun dispositif supplémentaire dans le véhicule, et sans gêne pour le conducteur, qui ne s'aperçoit de rien. Ce diagnostic est d'autant plus utile sur les véhicules modernes que les groupes moto-ventilateur fonctionnent de façon quasi inaudible pour les conducteurs, qui ne peuvent eux-mêmes détecter la mise en marche du ventilateur. Cette capacité à détecter les défaillances d'un groupe moto-ventilateur permet donc de réduire notablement le nombre de K % o liés aux pannes du circuit de refroidissement du moteur. REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle du fonctionnement du groupe moto-ventilateur, dans un circuit de refroidissement du moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, par circulation d'un fluide, dont la mise en action est commandée par un calculateur électronique en fonction de la température du fluide mesurée par une sonde, caractérisé en ce que, le moteur (2) du véhicule étant démarré depuis un temps suffisant pour assurer la circulation du fluide dans le circuit de refroidissement (3,4, 7,8) et le véhicule se déplaçant à une allure inférieure à un seuil au-delà duquel le flux d'air déplacé assure le refroidissement principal du fluide, et à condition que la température du fluide soit inférieure à son seuil de déclenchement automatique du groupe motoventilateur (9), une mise en action forcée du groupe moto-ventilateur est envoyée par ledit calculateur électronique (10) avec mesure et mémorisation de la température initiale du fluide de refroidissement, et en ce que cette mise en action est limitée à une durée au terme de laquelle la température du fluide de refroidissement est à nouveau mesurée puis comparée à la température initiale mémorisée pour en déduire l'état de fonctionnement du groupe motoventilateur. 2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le calculateur électronique (10) commandant la mise en action forcée du groupe moto-ventilateur (9) est le calculateur d'allumage-injection embarqué sur le véhicule. 3. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le véhicule étant équipé d'un dispositif de diagnostic à distance par télétransmission d'informations à un serveur central, le calculateur électronique (10) commandant la mise en action forcée du groupe moto-ventilateur (9) appartient au serveur central à distance, cette mise en action étant exécutée depuis le calculateur d'allumage-injection du véhicule qui envoie au serveur central des informations sur la température du fluide de refroidissement et sur les conditions de fonctionnement du moteur (2). 4. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le groupe moto-ventilateur (9) est considéré en panne si la température du fluide de refroidissement mesurée au terme de la mise en action forcée est supérieure à la température initiale du fluide mesurée avant celle-ci, et en ce que le groupe moto-ventilateur est considéré en son état de fonctionnement si la température du fluide mesurée après chaque arrêt d'un nombre déterminé de mises en action forcées consécutives est inférieure à la température initiale mesurée. 5. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que, pour autoriser une mise en action forcée du groupe moto-ventilateur (9), la température d'air sous capot doit être inférieure à 20 C et la température initiale du fluide de refroidissement doit être comprise entre 80 et 90OC, inférieure au seuil de déclenchement de la boucle de contrôle du circuit de refroidissement par le calculateur d'injection (10), et en ce que le régime du moteur thermique (2) reste stable, sans décélération, pendant la mise en action forcée. 6. Procédé de contrôle selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque mise en action forcée du groupe moto-ventilateur (9) par le calculateur électronique (10) dure une minute, et en ce que le bon état de fonctionnement du groupe moto-ventilateur est diagnostiqué si la mesure de la température du fluide de refroidissement après un nombre de déclenchements forcés du groupe moto-ventilateur au moins égal à 3 est inférieure à la température initiale mesurée. 7. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le véhicule automobile étant équipé d'un système de repérage de type GPS, le calculateur électronique (10) reçoit les coordonnées de la position du véhicule pendant les mises en action forcées du groupe moto-ventilateur (9) et après analyse, module les résultats des comparaisons entre les températures initiale et finale du fluide de refroidissement en fonction de la pente de la route empruntée par le véhicule. 8. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le calculateur électronique d'injection embarqué, relié au tableau de bord du véhicule automobile, lui envoie une information de panne réelle du groupe moto-ventilateur (9), qui allume un voyant spécifique, ou émet un message explicite sur un écran, ou émet un message vocal en cas de synthèse vocale équipant le véhicule.