Brevet FR2990000A1 — publié le 20131101

PROCEDE ET GROUPE DE REFROIDISSEMENT D'UN MOTEUR DE PROPULSION D'UN VEHICULE AUTOMOBILE pool L'invention concerne un procédé de refroidissement d'un moteur de propulsion 5 d'un véhicule automobile. L'invention concerne également un groupe de refroidissement d'un tel moteur. L'invention concerne enfin un véhicule automobile équipé de ce groupe de refroidissement. [0002] De façon connue, les véhicules automobiles comprenant un moteur de propulsion incluent un système de refroidissement pour refroidir ce moteur. Un tel 10 système comprend typiquement : un radiateur de refroidissement du moteur de propulsion ; un ventilateur, comprenant une pluralité de pales ; un moteur électrique, apte à entraîner en rotation les pales du ventilateur selon un premier sens ; 15 [0003] le ventilateur étant apte, lorsque les pales sont entraînées en rotation, à assurer la circulation forcée d'un flux d'air, provenant de l'extérieur du véhicule automobile, le long ou au travers du radiateur de refroidissement ; [0004] le groupe de refroidissement comprenant également un contrôleur électronique, apte à commander une alimentation du moteur électrique pour entraîner 20 en rotation les pales lorsque le moteur de propulsion fonctionne. [0005] Un tel système présente néanmoins une sensibilité élevée à des conditions climatiques hivernales. Par exemple, lorsque le véhicule circule par temps froid, notamment en présence de chutes de neige ou de pluie verglaçante, de l'humidité contenue dans l'air extérieur tend à se condenser sur les pales. Cette humidité 25 condensée est susceptible de geler lorsque le fonctionnement du moteur est arrêté, ce qui entraîne un blocage mécanique du ventilateur pouvant causer des dommages matériels. [0006] L'invention vise à résoudre cet inconvénient. L'invention porte ainsi sur un procédé de refroidissement d'un moteur de propulsion d'un véhicule automobile, 30 comprenant l'alimentation d'un moteur électrique pour entraîner en rotation des pales d'un ventilateur dans un premier sens, de manière à assurer la circulation forcée d'un flux d'air provenant de l'extérieur du véhicule automobile le long ou au travers d'un radiateur de refroidissement du moteur de propulsion, lorsque le moteur de propulsion fonctionne, dans lequel le procédé comprend, en réponse à un arrêt du moteur de propulsion, l'alimentation du moteur électrique pour entraîner en rotation les pales du ventilateur dans un second sens opposé au premier sens. [0007] En inversant le sens de rotation des pales, le sens de circulation du flux d'air est inversé. Cela permet d'utiliser de la chaleur résiduelle dégagée par le moteur de propulsion pour réchauffer des parties froides du groupe de refroidissement, telles que le ventilateur et ses pales. Ainsi, le risque de blocage du ventilateur dû au gel, suite à l'arrêt du moteur de propulsion, est limité. [00os] Les modes de réalisation de ce procédé peuvent présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : le procédé comprend en outre : 0 la détermination de la température de l'air provenant de l'extérieur du véhicule, et 0 l'entraînement en rotation des pales dans le second sens, par le moteur électrique, en réponse à l'arrêt du moteur de propulsion, uniquement si la température déterminée est inférieure ou égale à 0°C ; les pales du ventilateur sont, en outre, entraînées en rotation dans le second sens, par le moteur électrique, en réponse à l'arrêt du moteur de propulsion, uniquement si des essuie-glaces du véhicule ont été mis en marche au cours d'une période prédéterminée précédant l'arrêt du moteur de propulsion ; les pales du ventilateur sont entraînées en rotation dans le second sens pendant une durée supérieure ou égale à 1 minute et inférieure ou égale à 10 minutes. [0009] Ces modes de réalisation présentent en outre les avantages suivants : le déclenchement intempestif de l'inversion du flux d'air lors de chaque arrêt du moteur est limité en vérifiant préalablement si le véhicule se trouve en présence de conditions climatiques favorables à la formation de gel. [001 0] Selon un autre aspect, l'invention porte sur un groupe de refroidissement d'un moteur de propulsion d'un véhicule automobile, comprenant : un radiateur de refroidissement du moteur de propulsion ; un ventilateur, comprenant une pluralité de pales ; un moteur électrique, apte à entraîner en rotation les pales du ventilateur, selon des premier ou second sens mutuellement opposés ; [001 1] le ventilateur étant apte, lorsque les pales sont entraînées en rotation dans le premier sens, à assurer la circulation forcée d'un flux d'air, provenant de l'extérieur du véhicule automobile, le long ou au travers du radiateur de refroidissement ; le groupe de refroidissement comprenant également un contrôleur électronique, apte à commander une alimentation du moteur électrique pour entraîner en rotation les pales, ce contrôleur étant programmé pour commander la rotation des pales dans le premier sens lorsque le moteur de propulsion fonctionne ; dans lequel le contrôleur est en outre programmé pour commander la rotation des pales dans le second sens, en réponse à un arrêt du moteur de propulsion. [0012] Selon un autre aspect, l'invention porte sur un véhicule automobile comportant un groupe de refroidissement selon l'invention. [0013] Les modes de réalisation de ce véhicule peuvent présenter la caractéristique suivante : le véhicule comprend des volets placés au travers d'un orifice d'entrée d'air, cet orifice étant apte à laisser passer un flux d'air provenant de l'extérieur du véhicule et entraîné en circulation forcée le long ou au travers du radiateur de refroidissement par les pales du ventilateur, pour refroidir le radiateur, ces volets étant déplaçables entre une position obstruée, dans laquelle la circulation d'air au travers de l'orifice est limitée et une position ouverte, dans laquelle cet air circule librement. [0014] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 illustre un véhicule automobile ; les figures 2 et 4 illustrent un mode de réalisation d'un groupe de refroidissement du véhicule de la figure 1 ; la figure 3 est un organigramme d'un procédé de refroidissement du moteur du véhicule de la figure 1 ; les figures 5 et 6 illustrent un autre mode de réalisation du groupe de refroidissement du véhicule de la figure 1. [0015] Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. [0016] Dans cette description, les caractéristiques et les fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détail. [0017] La figure 1 représente un véhicule automobile 2. Ce véhicule 2 comprend : un moteur de propulsion 4, configuré pour propulser le véhicule 2 ; un groupe de refroidissement 6 ; un orifice d'entrée d'air 8 ; des volets 10 placés au travers de l'orifice 8 ; un contrôleur moteur 12 ; - des essuie-glaces 14, commandés par un actionneur 15. [0018] L'orifice 8 est apte à laisser passer un flux d'air provenant de l'extérieur du véhicule 2. Cet orifice 8 est, par exemple, une calandre située à l'avant du véhicule 2. [0019] Les volets 10 sont déplaçables entre une position obstruée, dans laquelle la 25 circulation d'air au travers de l'orifice 8 est limitée et une position ouverte, dans laquelle cet air circule librement. Ces volets 10 permettent, par exemple, de fermer l'orifice 8 lorsque le véhicule 2 est à l'arrêt. [0020] Le contrôleur 12 est notamment apte à recevoir une information, fournie par l'actionneur 15, indiquant le fonctionnement ou l'arrêt des essuie-glaces 14. [0021] La figure 2 représente plus en détail un mode de réalisation du groupe de refroidissement 6. Pour simplifier, les volets 10 ne sont pas représentés sur cette 5 figure 2. Ce groupe 6 comprend : un radiateur 20 de refroidissement du moteur 4 ; un ventilateur 22, comprenant une pluralité de pales 23 ; un moteur électrique 24, apte à entraîner en rotation les pales 23 du ventilateur 22, selon des premier ou second sens de rotation 10 mutuellement opposés ; un contrôleur électronique 26, apte à commander une alimentation du moteur 24. [0022] Le groupe 6 comprend ici en outre : un condenseur 27, apte à collecter une partie de l'humidité contenue 15 dans le flux d'air, et un capteur de température 28, apte à mesurer la température du flux d'air. [0023] Le radiateur 20 est apte à refroidir le moteur 4, en évacuant de la chaleur générée par le moteur 4 au cours de son fonctionnement. Par exemple, le radiateur 20 20 est un radiateur à flux horizontal. Le radiateur 20 est ici relié fluidiquement à un circuit de refroidissement, interne au moteur 4 et dans lequel circule un fluide caloporteur. Pour simplifier, ce circuit de refroidissement n'est pas représenté sur la figure 2. [0024] Lorsque les pales 23 sont entraînées en rotation dans le premier sens, le 25 ventilateur 22 assure la circulation forcée du flux d'air provenant, par l'orifice 8, de l'extérieur du véhicule 2. Cette circulation forcée est dirigée le long ou au travers du radiateur 20 pour refroidir, par convection, le radiateur 20. [0025] Dans cet exemple, le ventilateur 22 est situé derrière le radiateur 20, de telle sorte à se trouver en aval du radiateur 20, par rapport au sens de circulation du flux 30 d'air, lorsque les pales 23 du ventilateur 22 sont en rotation dans le premier sens. [0026] Le contrôleur 26 est programmé pour commander l'alimentation du moteur 24, afin d'assurer la rotation des pales 23: dans le premier sens, lorsque le moteur 4 est en fonctionnement, et dans le second sens, en réponse à un arrêt du moteur 4. [0027] Le fonctionnement du groupe 6 va maintenant être décrit, en référence au procédé de la figure 3 et à l'aide des figures 2 et 4. [0028] Lors d'une étape 30, le contrôleur 26 commande l'alimentation du moteur 24, de manière à entraîner en rotation les pales 23 du ventilateur 22 dans le premier sens, lorsque le moteur 4 est en fonctionnement. Ainsi, le flux d'air provenant de l'extérieur circule le long ou au travers du radiateur 20. Ce flux d'air permet de refroidir le radiateur 20 et le fluide caloporteur circulant dans ce radiateur 20, pendant que le moteur 4 est en fonctionnement. [0029] Puis, à l'issue de cette étape 30, le fonctionnement du moteur 4 est arrêté. [0030] Cependant, comme illustré sur la figure 2, lorsque le véhicule 2 circule dans des conditions climatiques hivernales, le groupe 6 présente un risque de gel. En effet, des parties du groupe 6, telles que le ventilateur 22, sont refroidies par l'air extérieur. Lorsque la température de l'air extérieur est, par exemple, inférieure à 0 °C, de l'humidité contenue dans l'air extérieur est alors susceptible de se condenser sur ces parties froides du ventilateur 22. De plus, si le véhicule 2 circule en présence de chutes de neige ou de pluie verglaçante, des particules de glace 31 tendent également à s'accumuler et à former des amas de glace près du ventilateur 22 ou sur le ventilateur 22, notamment dans des parties basses 32 du ventilateur 22. [0031] Dans ces conditions, lorsque le ventilateur 22 est arrêté immédiatement après l'arrêt du moteur 4, l'humidité condensée et les amas de glace sont susceptibles de geler et de bloquer le ventilateur 22. Un redémarrage du moteur 4 alors que le ventilateur 22 est bloqué peut entraîner des dégâts matériels du ventilateur 22, du moteur 24 ou du contrôleur 26. [0032] Des étapes 34 et 36 permettent de déterminer si le véhicule 2 circule en présence de telles conditions hivernales, et donc si le groupe 6 présente un risque de 30 gel. [0033] Lors de l'étape 34, la température du flux d'air provenant de l'extérieur est déterminée. Si cette température est inférieure à une température seuil, l'étape 36 est exécutée. Par exemple, la température du flux d'air est mesurée à l'aide du capteur 28. La température seuil est ici égale à 1°C ou 0°C. [0034] Lors de l'étape 36, la présence de chutes de neige ou de pluie verglaçante à l'extérieur du véhicule 2 est recherchée. Le groupe 6 est considéré comme présentant un risque de gel si cette présence est confirmée. Ici, cette présence est recherchée indirectement, en examinant si les essuie-glaces 14 ont été activés au cours d'une période prédéterminée précédant l'arrêt du moteur 4. A cet effet, le contrôleur 12 transmet au contrôleur 26 un signal indiquant si les essuie-glaces 14 ont été mis en fonctionnement par l'actionneur 15 au cours de la période prédéterminée. La période prédéterminée est, par exemple, les 15 minutes ou les 10 minutes précédant l'arrêt du moteur 4. Ainsi, il est possible de disposer d'une information sur la présence de chutes de neige ou de pluie verglaçante, sans avoir recours à des capteurs d'humidité. [0035] Si les étapes 34 et 36 indiquent un risque de gel du groupe 6, lors d'une étape 38, en réponse à l'arrêt du moteur 4, le sens de circulation du flux d'air est inversé. À cet effet, le contrôleur 26 commande l'alimentation du moteur 24, afin d'entraîner en rotation les pales 23 du ventilateur 22 dans le second sens de rotation. Ce second sens de rotation, opposé au premier sens, force la circulation du flux d'air dans un sens opposé au sens de l'étape 30. Ici, le contrôleur 26 actionne, dès l'arrêt du moteur 4, un inverseur de polarité de l'alimentation du moteur 24. Par exemple, lors de cette étape 38, les pales 23 sont entraînées en rotation dans le second sens pendant une durée supérieure ou égale à 30 secondes ou 1 minute et inférieure ou égale à 20 ou 10 minutes. [0036] L'inversion du sens de circulation du flux d'air, en réponse à l'arrêt du moteur 4, permet de réchauffer le ventilateur 22 avec de la chaleur résiduelle dégagée par le moteur 4. Comme illustré sur la figure 4, ce réchauffement permet notamment de faire fondre les amas de glace et de favoriser l'évaporation d'eau condensée sur le ventilateur 22 ou au voisinage du ventilateur 22. Ainsi, le risque de blocage dû au gel du groupe 6 est limité. De plus, ce réchauffement permet également de limiter le risque de gel des volets 10, lorsque ces derniers sont dans leur position obstruée. [0037] Si la température déterminée est supérieure à la température seuil ou si les essuie-glaces 14 n'ont pas été activés au cours de la période prédéterminée, alors l'étape 38 n'est pas exécutée. [0038] Les figures 5 et 6 représentent un groupe de refroidissement 7 apte à être utilisé en lieu et place du groupe 6. Le groupe 7 est identique au groupe 6, sauf que, ici, le ventilateur 22 est intercalé entre le radiateur 20 et l'orifice 8. Ainsi, lorsque le flux d'air est inversé, lors de l'étape 30, le ventilateur 22 est réchauffé par de la chaleur résiduelle provenant du radiateur 20. Pour simplifier, les pales 23 du ventilateur 22 ne sont pas représentées sur ces figures 5 et 6. [0039] De nombreux autres modes de réalisation sont possibles. [0040] En variante, les volets 10 peuvent être omis. [0041] Les étapes 34 et/ou 36 peuvent être omises. Dans le cas où l'étape 34 est omise, le capteur de température 28 peut être omis. REVENDICATIONS1. Procédé de refroidissement d'un moteur de propulsion d'un véhicule automobile, comprenant l'alimentation (30) d'un moteur électrique pour entraîner 5 en rotation des pales d'un ventilateur dans un premier sens, de manière à assurer la circulation forcée d'un flux d'air provenant de l'extérieur du véhicule automobile le long ou au travers d'un radiateur de refroidissement du moteur de propulsion, lorsque le moteur de propulsion fonctionne, caractérisé en ce que le procédé comprend, en réponse à un arrêt du moteur de propulsion, l'alimentation 10 (38) du moteur électrique pour entraîner en rotation les pales du ventilateur dans un second sens opposé au premier sens. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant : - la détermination (34) de la température de l'air provenant de l'extérieur du véhicule, et 15 - l'entraînement en rotation des pales dans le second sens, par le moteur électrique, en réponse à l'arrêt du moteur de propulsion, uniquement si la température déterminée est inférieure ou égale à 0°C. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les pales du ventilateur 20 sont, en outre, entraînées en rotation dans le second sens, par le moteur électrique, en réponse à l'arrêt du moteur de propulsion, uniquement si des essuie-glaces du véhicule ont été mis en marche au cours d'une période prédéterminée précédant l'arrêt du moteur de propulsion. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans 25 lequel les pales du ventilateur sont entraînées en rotation dans le second sens pendant une durée supérieure ou égale à 1 minute et inférieure ou égale à 10 minutes. 5. Groupe de refroidissement (6) d'un moteur (4) de propulsion d'un véhicule (2) automobile, comprenant : 30 - un radiateur (20) de refroidissement du moteur de propulsion ; - un ventilateur (22), comprenant une pluralité de pales (23) ;- un moteur électrique (24), apte à entraîner en rotation les pales du ventilateur, selon des premier ou second sens mutuellement opposés ; le ventilateur étant apte, lorsque les pales sont entraînées en rotation dans le 5 premier sens, à assurer la circulation forcée d'un flux d'air, provenant de l'extérieur du véhicule automobile, le long ou au travers du radiateur de refroidissement ; le groupe de refroidissement comprenant également un contrôleur électronique (26), apte à commander une alimentation du moteur électrique pour entraîner en 10 rotation les pales, ce contrôleur étant programmé pour commander la rotation des pales dans le premier sens lorsque le moteur de propulsion fonctionne ; caractérisé en ce que le contrôleur est en outre programmé pour commander la rotation des pales dans le second sens, en réponse à un arrêt du moteur de propulsion. 15 6. Véhicule automobile (2) caractérisé en ce véhicule comporte un groupe de refroidissement (6) conforme à la revendication 5. 7. Véhicule automobile (2) selon la revendication 6, comprenant des volets (10) placés au travers d'un orifice (8) d'entrée d'air, cet orifice étant apte à laisser passer un flux d'air provenant de l'extérieur du véhicule et entraîné en circulation 20 forcée le long ou au travers du radiateur de refroidissement par les pales du ventilateur, pour refroidir le radiateur, ces volets étant déplaçables entre une position obstruée, dans laquelle la circulation d'air au travers de l'orifice est limitée et une position ouverte, dans laquelle cet air circule librement.