Brevet FR2896013A1 — publié le 20070713

PROCEDE DE PROTECTION DES MOYENS DE VENTILATION D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne un procédé de protection des moyens de ventilation d'un moteur à combustion interne d'un véhicule contre le blocage de ces moyens dû aux conditions climatiques. Les moteurs à combustion interne sont équipés de moyens de ventilation (désignés par "groupe moto ventilation", GMV en abrégé) qui aspire ou souffle de l'air provenant de l'extérieur du véhicule afin de refroidir le moteur via le circuit caloporteur. Ces moyens comportent principalement un ou plusieurs ventilateurs actionnés par un ou plusieurs moteurs électriques ou à l'aide d'une courroie reliée à l'arbre moteur (vilebrequin) et d'un enclenchement de type électromécanique. Les ventilateurs ne sont mis en marche que lorsque la température du moteur atteint ou dépasse une valeur prédéterminée. Par grand froid, le gel ou la neige peuvent bloquer le groupe de ventilation, que ce dernier soit du type soufflant (le ventilateur étant situé devant le radiateur dans lequel circule le liquide de refroidissement) ou de type aspirant (le ventilateur étant situé derrière le radiateur). Le ventilateur peut être bloqué par une accumulation directe de neige sur le ventilateur lorsque le véhicule roule ou par de l'eau gelée. La neige peut fondre en rentrant sous le capot lorsque le moteur fonctionne, puis geler. Cela peut se produire lorsque le véhicule roule, mais aussi après l'arrêt du moteur, si la température extérieure est suffisamment basse. Le blocage du groupe de ventilation peut provoquer des dommages importants au moteur, mais également à la boite de vitesse automatique lorsque le véhicule en est équipé. En effet, le blocage du groupe de ventilation empêche le refroidissement efficace du moteur et de la boite de vitesse, notamment lorsque le véhicule roule en ville où le convertisseur de la boite automatique génère beaucoup de calories. Le blocage du ventilateur peut également provoquer une panne électrique. Pour limiter l'entrée de neige par la calandre du véhicule, il est possible de placer un écran pour réduire la surface d'entrée d'air. Cependant, on ne peut obstruer complètement l'entrée d'air et de ce fait de la neige peut s'accumuler à l'entrée du compartiment moteur. De plus, la mise en place d'un écran est une opération manuelle qui doit être effectuée à temps et il ne faut surtout pas oublier de retirer l'écran à la fin de l'hiver sous peine de surchauffe du moteur. La présente invention propose une solution qui permet de réduire les risques de blocage du groupe moto ventilateur dus à la neige et à la formation de glace. De façon plus précise, l'invention concerne un procédé de protection contre le blocage des moyens de ventilation d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, consistant à faire fonctionner les moyens de ventilation de façon périodique lorsque les conditions climatiques indiquent un risque de blocage des moyens de ventilation, les modalités de fonctionnement desdits moyens comprenant la durée et la fréquence de chaque période de fonctionnement et étant déterminées en fonction d'au moins un paramètre. De façon avantageuse, lesdites modalités de fonctionnement comprennent également la vitesse de rotation des moyens de 25 ventilation. Lesdites modalités de fonctionnement peuvent être ajustées en fonction d'au moins l'un des paramètres suivants : la température extérieure au véhicule, la vitesse moyenne du véhicule, la consommation moyenne en carburant du véhicule, l'état de marche 30 ou d'arrêt de l'essuie-glace avant du véhicule et le profil de roulage du véhicule correspondant à la circulation en ville, à la circulation sur route ou au véhicule à l'arrêt. Selon un mode de réalisation préféré, un test est effectué afin de déterminer l'état de fonctionnement des moyens de ventilation. Ce test peut consister à mettre en marche les moyens de ventilation et, consécutivement à la mise en marche desdits moyens, à déterminer l'apparition d'au moins un événement caractéristique du blocage de ces moyens. Selon un mode de réalisation possible, on détecte un régime de fonctionnement relativement stable du moteur et les moyens de ventilation ne sont mis en marche que si un tel régime stable est détecté. On détecte ensuite l'apparition d'au moins l'un des événements suivants caractéristiques du blocage des moyens de ventilation : surintensité du courant électrique actionnant les moyens de ventilation, diminution de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne et augmentation de la consommation en carburant dudit moteur. De façon avantageuse, lorsqu'un blocage est détecté, on se place dans les conditions de fonctionnement à plein régime des moyens de ventilation afin de tenter de les débloquer. Un nouveau test de blocage peut être effectué immédiatement après la tentative de fonctionnement à plein régime et, si un blocage est à nouveau détecté, une nouvelle tentative de fonctionnement à plein régime est effectuée, les opérations de test de blocage et de tentative de déblocage étant effectuées jusqu'au déblocage des moyens de ventilation. Si les moyens de ventilation restent bloqués après un nombre prédéterminé de tentatives de déblocage infructueuses, les opérations de test de blocage et de tentative de déblocage s'arrêtent et une alarme indique au conducteur du véhicule le mauvais fonctionnement du véhicule. Le test pour déterminer le blocage éventuel des moyens de ventilation peut être systématiquement effectué avant le fonctionnement desdits moyens pendant de courtes durées. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés et sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un groupe moto ventilateur avec son environnement moteur et divers composants; et - les figures 2 à 4 sont des diagrammes illustrant un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, les moyens de ventilation 10 sont constitués par un groupe moto ventilateur comprenant principalement un ventilateur 12 actionné par un moteur électrique, dont la mise en marche et l'arrêt sont commandés à l'aide d'un boîtier de servitude 14. De l'air 16 est aspiré à l'extérieur du véhicule par le ventilateur 12. Cet air passe au travers d'un radiateur 18 dans lequel circule un fluide caloporteur. Ce dernier est destiné à refroidir un moteur à combustion interne 20 auquel est accouplée une boite de vitesse manuelle ou automatique 22. Une pompe 24 met le liquide caloporteur en circulation dans un circuit de refroidissement, la circulation du fluide refroidi étant représentée par des traits interrompus et celle du fluide chaud étant représentée par des pointillés. Le fluide caloporteur chaud sort du bloc moteur par un boîtier de sortie 26 équipé d'un thermostat. Ce dernier oriente le fluide caloporteur en circuit fermé, vers la pompe 24, si la température du moteur est basse. Si cette température est supérieure à une température prédéterminée, le thermostat dirige le fluide caloporteur vers le radiateur 18 et vers le système de chauffage 28 de l'habitacle. Le fluide caloporteur récupère des calories des éléments chauds (le moteur 20 équipé éventuellement d'un turbocompresseur et la boite de vitesse 22) pour les évacuer par le radiateur 18 et le système de chauffage 28 de l'habitacle. Une sonde de température 30 fixée au radiateur 18 mesure la température du liquide caloporteur. Cette sonde est reliée à une unité de contrôle moteur 32. Lorsque la température atteint un seuil prédéterminée (fixé entre environ 83 et 100 C), l'unité de contrôle 32 envoi un signal de commande au boîtier de servitude 14 afin de mettre en marche le ventilateur 12 et de le faire fonctionner à une vitesse de rotation qui dépend de la température du liquide caloporteur. Lorsque la température descend en dessous de ce seuil, l'unité de contrôle ordonne l'arrêt du ventilateur. Afin de mettre en oeuvre le procédé de la présente invention, le véhicule comporte un boîtier de servitude 34 permettant l'acquisition de données relatives à au moins l'un des paramètre suivants : la température extérieure 36, la vitesse 38 du véhicule, le fonctionnement de l'essuie-glace 40 (si l'essuie-glace est en marche ou à l'arrêt) et éventuellement d'autres informations 42 telles que le profil de roulage du véhicule (circulation en ville ou sur route, véhicule à l'arrêt) ou la consommation de carburant. La vitesse et la consommation de carburant peuvent être des moyennes calculées sur des distances appropriées qui peuvent par exemple être comprises entre 100 mètres et plusieurs kilomètres ou sur la dernière période de temps écoulé qui peut être par exemple de l'ordre de plusieurs minutes. Selon l'invention, le ventilateur 12 du groupe moto ventilateur 10 est actionné par intermittence et pendant de courtes périodes qui peuvent être par exemple d'environ quelques secondes à quelques minutes. Les modalités de fonctionnement du groupe moto ventilateur, principalement la durée et la fréquence de chaque cycle de fonctionnement, sont pilotées en fonction d'un ou plusieurs paramètres prédéfinis parmi lesquels on peut citer la température extérieure au véhicule, le fonctionnement de l'essuie-glace avant (en position marche ou arrêt), le profil de roulage (véhicule à l'arrêt ou roulant sur route ou autoroute ou en ville), la vitesse moyenne sur les derniers kilomètres parcourus ou sur une période de temps (donnée glissante) et la consommation moyenne également sur les derniers kilomètres ou sur une période de temps (également une donnée glissante). Les figures 2 à 4 illustrent le diagramme d'une forme de mise en oeuvre de l'invention. Pour cette forme particulière de mise en oeuvre, on peut distinguer quatre modes de fonctionnement : un premier mode 44 d'activation du procédé, suivi d'un mode 46 de détection d'un blocage éventuel du groupe moto ventilateur (figure 2), suivi d'un mode de protection 48 (figure 3), lui-même suivi d'un mode de protection avec arrêt du moteur du véhicule 50 (figure 4). Pour une mise en oeuvre simplifiée de l'invention, on peut se contenter du mode de protection 48 (figure 3) uniquement. Par le mode d'activation 44 (figure 2), on détermine si le groupe moto ventilateur a besoin ou non d'être protégé. Le moteur à combustion interne du véhicule est mis en marche (52) et une logique 54 détermine si le véhicule a été vendu dans une zone géographique où il existe un risque de neige ou de gel. Alternativement, la zone géographique d'utilisation du véhicule peut être obtenu par un système embarqué du type GPS ("Global Positioning System"). S'il n'y a pas de risque, le procédé n'est pas mis en oeuvre (56). Si un risque existe, on compare la température extérieure Text avec un seuil de température Tmin prédéterminé (58) pour lequel et en dessous duquel un risque de neige ou de gel existe (par exemple température 2 C). Si le véhicule est équipé d'une boite de vitesse automatique, on décide que le risque existe si la boite de vitesse est positionnée sur le mode "neige". Si le risque n'existe pas, le procédé n'est pas activé (56). Si le risque existe, un compteur du nombre N de déclenchements périodiques du ventilateur est remis à zéro, ainsi qu'un compteur du nombre b de blocages du ventilateur (60), puis on passe au mode de détection de blocage 46 afin de déterminer l'état de fonctionnement du groupe moto ventilateur (état bloqué ou non). Ce mode de détection de blocage est avantageusement effectué au démarrage du véhicule et ensuite périodiquement. Un compteur du nombre n de tests (ntest) de blocage du ventilateur est tout d'abord remis à zéro (62). On attend pendant un temps maximum (Ti = Tmax) des conditions stables de fonctionnement du moteur (64). Il peut s'agir du fonctionnement au ralenti, juste après le démarrage, sans qu'aucune action ne puisse perturber la stabilité du ralenti (par exemples la mise en marche d'un essuie-glace, d'une vitre électrique ou du dégivrage de la lunette arrière ou encore l'actionnement de la direction assistée). Si un régime stable n'est pas obtenu au bout d'un temps d'attente T supérieur au temps Ti (le temps Ti étant choisi au maximum de l'ordre de la minute), on passe directement au mode de protection 48 (figure 3) sans effectuer de test de blocage. Dans le cas contraire, le compteur du nombre n de tests de blocage est incrémenté d'une unité à n+1 (66). Le test de blocage est alors effectué (68). Pour cela, une brève mise en rotation du groupe moto ventilateur en vitesse moyenne est ordonnée (68), par exemple pendant 3 secondes. Ce laps de temps doit être assez court pour ne pas produire de problèmes électriques si le ventilateur est bloqué. En général, quelques secondes sont suffisantes pour effectuer le test. Si un système de contrôle de l'intensité du courant électrique aux bornes du groupe moto ventilateur équipe le véhicule, il détecte une surintensité de courant due à un blocage du groupe moto ventilateur. En l'absence d'un tel système, on peut regarder la conséquence d'une telle surintensité sur le ralenti moteur. Lors de la mise en rotation du ventilateur, un pic d'intensité de courant électrique se produit qui fait chuter le régime moteur brièvement. Cela se constate moteur au ralenti. En cas de blocage du ventilateur, le pic de surintensité est plus important et plus long ce qui modifie de façon plus importante et plus longue le ralenti du moteur. La quantité de carburant injectée est également augmentée par l'unité de contrôle moteur afin de retrouver le ralenti voulu. Chacun de ces paramètres peut donc fournir une indication sur l'état de fonctionnement (bloqué ou non) du groupe moto ventilateur. On regarde si la surintensité du courant et/ou la diminution de ralenti du moteur et/ou l'augmentation de consommation de carburant est inférieure à une valeur prédéterminée (70). Si c'est le cas, il n'y a pas de blocage du ventilateur, les nombres N et b sont égaux à zéro et l'on passe en mode de protection (48, figure 3). Si la surintensité du courant et/ ou la diminution de ralenti du moteur et/ou l'augmentation de consommation de carburant est supérieure à une valeur prédéterminée (70), il y a blocage du ventilateur et le compteur indiquant le nombre b de blocage est incrémenté d'une unité à b+1 (72). On compare alors le nombre b de blocages à un nombre maximum prédéterminé bmax de blocages. Si b est inférieur à bmax, une tentative de déblocage est effectuée (74) en se plaçant dans les conditions de fonctionnement du ventilateur à plein régime pendant une période de temps prédéterminée (par exemple quelques secondes). On effectue alors un nouveau test de blocage (64, 66, 68, 70). Cette opération de test de blocage et de tentative de déblocage est réitérée jusqu'à l'obtention du déblocage du ventilateur ou jusqu'à ce que b soit égal à bmax. Dans ce cas, on décide qu'un trop grand nombre de blocages se sont produits, une alarme (76) signale au conducteur un mauvais fonctionnement du véhicule ou, de façon plus précise, une panne du circuit de refroidissement ou du groupe moto ventilateur, et on abandonne la tentative de déblocage, le mode de protection du ventilateur n'étant alors pas engagé (78). Si le ventilateur n'est pas bloqué, on passe au mode de protection 48 (figure 3) afin de diminuer ou même supprimer les risques de blocage du groupe moto ventilateur par la neige ou le gel. Le compteur du nombre N de déclenchements périodiques est incrémenté à N+1 (étape 80). Une brève mise en rotation du ventilateur est ordonnée périodiquement. Quelques secondes de fonctionnement suffisent généralement pour éviter le blocage du ventilateur. De plus, cette durée de fonctionnement doit être assez courte pour ne pas provoquer des problèmes électriques au cas où le ventilateur serait bloqué. On doit aussi tenir compte des capacités de la batterie équipant le véhicule. Une courte durée permet aussi de ne pas générer un bruit nuisible au confort des passagers. Les modalités de fonctionnement du ventilateur pour ces déclenchements périodiques dépendent d'un ou plusieurs paramètres. Par modalités de fonctionnement, on entend la durée et la fréquence des cycles des brefs fonctionnements et, avantageusement mais non obligatoirement, la vitesse de rotation du ventilateur. Comme paramètres, on peut par exemple tenir compte du profil de roulage (82), c'est-à-dire roulage sur route ou autoroute ou en ville, et de la vitesse moyenne V (84) durant par exemple les derniers cent mètres ou le dernier kilomètre parcouru(s) ou la dernière période de temps écoulé, pendant par exemple la minute précédent le déclenchement du ventilateur (si V est inférieur par exemple à trois seuils prédéterminés V1, V2 et V3). On obtient ainsi un temps non corrigé Tnc entre deux déclenchements (86) qui peut prendre pour valeur Ti, T2 ou T3. Le temps Tnc est ensuite ajusté en tenant compte de deux paramètres : la position du contacteur de l'essuie-glace avant (88) et la température extérieure (90). On détermine pour ces deux paramètres un facteur multiplicatif respectivement M1 et M2. Si le contacteur de l'essuie-glace est sur arrêt, M1=1, s'il est sur "intermittent" M 1=m 1 et s'il est sur "continu" M 1 =m2. Si la température extérieure est inférieure à tmin 1, tmin2 et tmin3 (avec tm3 On peut également tenir compte d'autres données permettant de mieux appréhender la situation réelle dans laquelle se trouve le véhicule. Par exemples, la position du levier de boite de vitesse en position "neige" et la consommation moyenne de carburant peuvent donner des indications sur cette situation. De plus, si la température du fluide caloporteur est assez élevée, le risque de blocage du ventilateur est très réduit et il est alors souhaitable de ne pas fonctionner en mode de protection afin de ne pas alarmer inutilement le conducteur et de ne pas consommer de l'énergie inutilement. Le groupe moto ventilateur est alors mis en marche à la fin du temps Tc pendant une courte période (par exemple quelques secondes, mais ce temps peut être plus long si nécessaire) et à une vitesse de rotation moyenne (94). Puis on attend (96) pendant un temps Tc et on regarde (98) si le nombre N de déclenchements périodiques est inférieur à un nombre maximum Nrot max prédéterminé. Si N L'accumulation de glace peut alors bloquer le groupe moto ventilateur. Pour éviter ce problème, le groupe moto ventilateur est avantageusement mis en marche de façon répétitive sur une période déterminée suivant l'arrêt du moteur du véhicule. Un compteur indiquant le nombre Npost de déclenchements périodiques effectués après l'arrêt du moteur est remis à zéro (104). Le compteur est ensuite incrémenté à Npost+1 (étape 106) et on regarde si le nombre Npost est inférieur à un nombre maximum Npost-max prédéterminé (108). Si c'est le cas, on attend pendant une période de temps prédéterminée Tpost (110) puis le ventilateur est mis en marche (112) pendant quelques secondes ou quelques minutes à une vitesse de rotation moyenne. On retourne ensuite à l'étape de départ 106 pour continuer le cycle de déclenchements périodiques, et ainsi de suite, jusqu'à ce que le nombre Npost soit égal à Npost-max. On arrête alors le procédé de déclenchement du ventilateur (114), ayant jugé qu'après un nombre Npost-max de déclenchements du ventilateur après l'arrêt du moteur le risque de blocage du ventilateur est négligeable. Il est éventuellement possible, dans un mode opératoire (120) représenté en pointillés, de détecter un blocage du ventilateur (116) en surveillant l'apparition d'une surintensité électrique anormalement élevée lorsque le ventilateur est mis en marche de façon cyclique (étape 112) après l'arrêt du moteur. Si une telle surintensité ne se produit pas, donc si le ventilateur n'est pas bloqué, on revient à l'étape 106 pour continuer le cycle de déclenchements périodiques du ventilateur. Par contre, si une surintensité apparaît, le ventilateur est alimenté pour le faire fonctionner à grande vitesse afin d'essayer de le débloquer (118). En cas de succès, le processus de déclenchements periodiques recommence à l'étape 106. En cas d'échec, le processus s'arrête. Une alarme peut indiquer au conducteur le mauvais fonctionnement du véhicule, ou plus précisément du circuit de refroidissement, lors du prochain démarrage. Puisqu'un test de blocage sera à nouveau effectué au prochain démarrage du moteur si la température extérieure le justifie, on peut alors choisir de ne pas alerter le conducteur, puisque ce nouveau test peut indiquer que le ventilateur n'est plus bloqué (en cas de réchauffement de la température extérieure par exemple). D'autres modes de réalisation que celui décrit et représenté peuvent être conçus par l'homme du métier sans sortir du cadre de la présente invention. Ces modes de réalisation peuvent différer de celui précédemment décrit en fonction notamment du niveau de sécurité voulu. Il a par exemple été indiqué que le ventilateur est mis périodiquement en marche pendant de courtes périodes de quelques secondes. Ces périodes peuvent bien entendu être plus longues, de l'ordre de la minute par exemple, si la température extérieure est très basse. REVENDICATIONS 1. Procédé de protection contre le blocage des moyens de ventilation (10) d'un moteur à combustion interne (20, 22) d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il consiste à faire fonctionner lesdits moyens de façon périodique (48) lorsque les conditions climatiques (54, 58) indiquent un risque de blocage desdits moyens de ventilation, les modalités de fonctionnement desdits moyens comprenant la durée et la fréquence Tc de chaque période de fonctionnement et étant déterminées en fonction d'au moins un paramètre. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites modalités de fonctionnement comprennent également la vitesse de rotation des moyens de ventilation. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que lesdites modalités de fonctionnement sont ajustées en fonction d'au moins l'un des paramètres suivants : la température extérieure au véhicule (90), la vitesse moyenne du véhicule (84), la consommation moyenne en carburant du véhicule, l'état de marche ou d'arrêt de l'essuie-glace avant du véhicule (88) et le profil de roulage du véhicule (82) correspondant à la circulation en ville, à la circulation sur route ou au véhicule à l'arrêt. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il consiste, en outre, à effectuer au moins un test (46) afin de déterminer le blocage éventuel desdits moyens de ventilation. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit test consiste à mettre en marche (68) lesdits moyens de ventilation et, consécutivement à la mise en marche desdits moyens, à déterminer l'apparition (70) d'au moins un événement caractéristique du blocage desdits moyens. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'on détecte un régime de fonctionnement relativement stable dudit moteur (64) et lesdits moyens de ventilation ne sont mis en marche que si un tel régime stable est détecté, et en ce que l'on détecte (70) l'apparition d'au moins l'un des événements suivants caractéristiques du blocage desdits moyens : surintensité du courant électrique actionnant lesdits moyens de ventilation, diminution de la vitesse de rotation dudit moteur à combustion interne et augmentation de la consommation en carburant dudit moteur. 7. Procédé selon l'une des revendications 5 et 6 caractérisé en ce qu'il consiste, lorsqu'un blocage est détecté (72), à se placer dans les conditions de fonctionnement à plein régime (74) des moyens de ventilation afin de tenter de les débloquer. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'un nouveau test de blocage est effectué (64, 66, 68, 70) immédiatement après la tentative de fonctionnement à plein régime et, si un blocage est à nouveau détecté, une nouvelle tentative de fonctionnement à plein régime est effectuée (74), les opérations de test de blocage et de tentative de déblocage étant effectuées jusqu'au déblocage des moyens de ventilation et, si les moyens de ventilation restent bloqués après un nombre prédéterminé (bmax) de tentatives de déblocage infructueuses, les opérations de test de blocage et de tentative de déblocage s'arrêtent (78) et une alarme (76) indique au conducteur du véhicule le mauvais fonctionnement du véhicule. 9. Procédé selon l'une des revendications 4 à 8 caractérisé en ce que le test (46) pour déterminer le blocage éventuel des moyens de ventilation est systématiquement effectué avant le fonctionnement périodique (48) desdits moyens pendant de courtes durées. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on fait fonctionner lesdits moyens de ventilation de façon périodique (48) dès la mise en marche du moteur à combustion interne. 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on fait fonctionner (50) de façon périodique lesdits moyens de ventilation après l'arrêt du moteur à combustion interne (102). 12. Procédé selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'un test (120) de blocage des moyens de ventilation est effectué après chaque mise en marche périodique des moyens de ventilation. 15 20 25 30