Brevet FR3002596A1 — publié le 20140829

PROCEDE ET DISPOSITIF DE RECHAUFFAGE DE CARBURANT POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne le chauffage du 5 carburant consommé par un moteur à combustion interne. Plus précisément, elle a pour objet un procédé de réchauffage du carburant au démarrage d'un moteur thermique de véhicule, dans lequel la température du carburant et la température extérieure au véhicule sont comparées à un 10 premier seuil en dessous duquel le démarrage du véhicule est interdit, et à un second seuil supérieur au premier, au-delà duquel le moteur démarre sans réchauffage du carburant. Elle a également pour objet un dispositif de 15 réchauffage de carburant entre le réservoir de carburant et le moteur thermique d'un véhicule, et un véhicule hybride équipé ce dispositif. Cette invention trouve une application privilégiée, mais non exclusive, sur un véhicule hybride, associant un 20 moteur électrique et un moteur thermique. Lors des démarrages à froid des moteurs thermiques, il peut être nécessaire d'apporter des calories au carburant, afin de le réchauffer et de faciliter le démarrage du véhicule. Ce besoin de chauffage concerne le 25 carburant des moteurs Diesel à injection directe, comme celui des moteurs à allumage par compression. L'apport de calories au démarrage du moteur doit être suffisant pour limiter le paraffinage du carburant et éviter le colmatage du filtre à gazole, qui génère des 30 chutes de pression dans la rampe d'alimentation, pouvant entraîner des instabilités, des calages, voire des refus de démarrage. Selon une première solution connue, le réchauffage du gazole peut être basé sur la récupération des calories 35 fournies par le système d'injection. Le principe consiste à faire circuler le carburant en boucle courte vers l'entrée du filtre à gazole. Une autre solution connue est basée sur la - 2 - fourniture de calories via un réchauffeur électrique implanté sur le circuit à carburant. Le principe consiste à générer une énergie thermique en alimentant un matériau conducteur en courant électrique. Il a déjà été proposé de disposer un véritable dispositif de chauffage sur le circuit d'alimentation de carburant. La publication FR 2 481 751 décrit notamment un réseau d'alimentation en carburant pour moteur Diesel, comportant un dispositif de chauffage de combustible, alimenté par la batterie du véhicule, entre la pompe et le système d'injection du moteur. Actuellement, la réduction des émissions de CO2 impose une optimisation de la consommation électrique des véhicules. La solution de réchauffage gazole doit donc être performante, sans pénaliser la consommation en phase de démarrage du véhicule. La solution décrite dans la publication citée, présente l'inconvénient d'être fortement consommatrice en électricité. Par ailleurs, elle n'est pas adaptée aux architectures de véhicule hybride, qui permettent de nouvelles stratégies de démarrage La présente invention vise à tirer profit des importantes quantités de chaleur libérées en fonctionnement par des batteries de traction de véhicule hybride, pour aider au réchauffage du moteur thermique, pendant sa phase de démarrage. Dans ce but, elle propose que le carburant soit réchauffé par échange thermique avec le circuit de refroidissement de la batterie du véhicule, lorsque la température extérieure est comprise 30 température. De préférence, le entre deux seuils de réchauffage du carburant est interrompu dès que la température extérieure température extérieure, ou la température du carburant dépasse le deuxième supérieur. 35 Conformément à l'invention, le carburant est réchauffé au passage par un échangeur thermique traversé par le circuit d'eau de refroidissement d'une batterie du - 3 - véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant au dessin annexé, dont la figure unique présente l'architecture générale du système proposé. L'architecture hybride du schéma inclut un moteur thermique 1 et son circuit d'alimentation de carburant 2. Une machine électrique de traction 3 est couplée, ou non, (par des moyens de couplage non représentés) au moteur thermique 1 et à la transmission 4 du véhicule. Une batterie électrique de traction 6 permet de fournir en électricité la machine électrique 3. Elle est reliée à un échangeur de chaleur 7 par un circuit de refroidissement 8. L'ensemble des composants de l'architecture est piloté par un superviseur 9. Le circuit de carburant principal, entre le réservoir de carburant 11 et le moteur thermique 2, traverse l'échangeur de chaleur 7. Il présente une branche de dérivation 2a autour de celui-ci. Le dispositif comporte plusieurs capteurs (non représentés), dont un capteur de température de carburant, un capteur de température extérieure, et un capteur de température d'eau de refroidissement batterie. Les signaux de tous les capteurs sont reçus par le superviseur 9. L'ensemble est contrôlé de la manière suivante. En fonctionnement normal, le moteur thermique 1, la machine électrique de traction 3, ainsi que leurs alimentations respectives en carburant et en électricité, sont pilotés par le superviseur 9. En phase de démarrage, tant que la température extérieure mesurée T ext est inférieure à un premier seuil, T GO liml (T ext Dans cette zone, le carburant a généralement besoin d'être réchauffé pour démarrer, car la température du carburant est en principe égale à la température extérieure au démarrage du véhicule. Dans ce cas, l'échangeur est fonctionnel, et des calories sont échangées entre le circuit de refroidissement et le circuit d'alimentation en carburant. Le carburant est réchauffé par cet échange thermique, et le démarrage du moteur thermique est facilité. Le réchauffage du carburant est interrompu dès que 25 la température extérieure, ou que la température du carburant dépasse le deuxième seuil : a) lorsque la température du carburant dépasse le deuxième seuil (T GO > T GO lim2), le carburant est suffisamment chaud. Il n'est plus nécessaire de le 30 réchauffer. L'échangeur peut être contourné. b) lorsque la température extérieure dépasse le deuxième seuil (T GO lim2 REVENDICATIONS1. Procédé de réchauffage du carburant au démarrage d'un moteur thermique (1) de véhicule dans lequel la température du carburant (T GO) et la température extérieure du véhicule (T ext) sont comparées à un premier seuil (T GO liml) en dessous duquel le démarrage du véhicule est interdit, et à un second seuil (T GO lim2) supérieur au premier au-dessus duquel le moteur démarre sans réchauffage du carburant, caractérisé en ce que le carburant est réchauffé par échange thermique avec le circuit de refroidissement (8) de la batterie (6) du véhicule lorsque la température extérieure (T ext) est comprise entre les deux seuils (T GO liml, T GO lim2). 2. Procédé de réchauffage de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réchauffage du carburant est interrompu dès que la température extérieure (T ext), ou la température du carburant (T GO), dépasse le deuxième seuil (T GO lim2). 3. Procédé de réchauffage de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de refroidissement (8) de la batterie est utilisé pour limiter le réchauffage du carburant sur son circuit de retour vers le réservoir (9) en sortie des injecteurs ou de la pompe haute pression du moteur. 4. Procédé de réchauffage de carburant, selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le véhicule se déplace en utilisant uniquement une source de propulsion électrique (3) tant que la température du carburant (T GO) est inférieure au deuxième seuil (T GO lim2). 5. Procédé de réchauffage de carburant selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moteur thermique (1) est démarré en roulage lorsque la température du carburant (T GO) atteint le deuxième seuil. 6. Dispositif de réchauffage de carburant entre le réservoir de carburant (9) et le moteur thermique (1) d'un véhicule comportant un capteur de température de carburant,- 7 et un capteur de température extérieure, caractérisé en ce que le carburant est réchauffé au passage par un échangeur thermique (7), traversé par le circuit d'eau de refroidissement (8) d'une batterie (6) du véhicule. 7. Dispositif de réchauffage de carburant selon la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit de carburant (2) comporte une branche de contournement (2a) de l'échangeur thermique (7). 8. Dispositif de réchauffage de carburant selon la revendication 6, ou 7, caractérisé en ce que le circuit de retour du carburant traverse également l'échangeur thermique (7) de manière à pouvoir limiter la température du carburant (T GO) à son retour du moteur (1) vers le réservoir (9). 9. Dispositif de réchauffage de carburant selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de température d'eau de refroidissement de batterie. 10. Véhicule hybride comportant au moins un moteur thermique et une machine électrique (3) alimentée par une batterie de traction (6) munie d'un circuit d'eau de refroidissement (8), caractérisé en ce qu'il présente un dispositif de réchauffage de carburant conforme à l'une des revendications 6 à 9.