TITRE : PROCEDE DE CHAUFFAGE DU LIQUIDE DE REFROIDISSEMENT D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE APRES UN DEMARRAGE A FROID

Domaine technique

L'invention concerne, de façon générale, le domaine des lois de commande d'unités de contrôle électronique, désignés ECU « pour Electronic Control Unit » en anglais, pour le démarrage d'un moteur à combustion interne, en particulier monté au sein d'un véhicule automobile.

L'invention porte plus particulièrement sur un procédé de chauffage du liquide de refroidissement d'un moteur après un démarrage à froid.

Technique antérieure

De manière connue, le chauffage rapide de l'habitacle d'un véhicule est obtenu grâce à l'utilisation d'une chaudière additionnelle chauffant le liquide de refroidissement du moteur, notamment en hiver lorsque les températures sont les plus froides.

En effet, la chaudière additionnelle chauffe la branche du circuit d'eau allant à l'aérotherme, permettant ainsi de chauffer immédiatement l'habitacle, de dégivrer les vitres et de préchauffer le moteur thermique du véhicule avant son démarrage. La chaudière additionnelle fonctionne indépendamment du moteur mais elle est alimentée par le circuit électrique du véhicule et par le circuit de carburant du moteur.

L'aérotherme est un appareil autonome servant à chauffer un espace spécifique, tel que l'habitacle d'un véhicule. Il est composé d'un échangeur de chaleur muni d'un ventilateur. La chaleur provient d'un réseau d'eau chaude ou de vapeur, d'un serpentin électrique ou d'un brûleur à gaz dont l'échappement passe à l'intérieur de l'échangeur. L'air pulsé circule à l'extérieur de l'échangeur de l'aérotherme où il est réchauffé. Le jet d'air chaud produit est alors dirigé vers l'espace à chauffer.

La chaudière additionnelle préchauffe donc le circuit de liquide de refroidissement avant le démarrage du moteur, le fonctionnement de cette chaudière étant séparé et autonome du fonctionnement du moteur. La chaleur générée par la chaudière additionnelle est ensuite transmise à l'intérieur du véhicule par un système de ventilation dédié. L'habitacle ainsi que le moteur du véhicule sont donc chauffés.

Cependant, une durée limitée à un temps réduit de l'utilisation de la chaudière additionnelle produit une augmentation de la température du liquide de refroidissement, désignée température de l'eau, mais pas de la température de l'huile du moteur, désignée température de l'huile, qui ne parvient pas à s'élever suffisamment. En effet, l'huile du moteur est chauffée uniquement par conduction avec le bloc moteur du véhicule qui est lui-même réchauffé par la circulation du liquide de refroidissement chauffé par la chaudière additionnelle. Une durée trop courte d'utilisation de la chaudière additionnelle limite donc le réchauffement de l'huile du moteur.

Or, les pertes de frottements dans le moteur dépendent de la viscosité de l'huile en fonction de la température. Une température insuffisante de l'huile de moteur a alors pour conséquence des pertes au niveau des frottements dans le moteur, occasionnant des problèmes de calage et de fonctionnement en sous régime du moteur. On connaît par le document US8763577B2 un moteur à combustion interne pourvu d'un système de réchauffage pour chauffer le liquide de refroidissement du moteur. Dans ce cas, la température du liquide de refroidissement et de l'huile de moteur sont déterminées. Si la différence de température entre ces deux températures est supérieure à une valeur seuil donnée, alors la quantité de carburant de départ augmente.

Cependant, les lois de commande stockées par l'unité de contrôle électronique pour moteur de véhicules élaborent des cartographies pour la phase de démarrage du moteur du véhicule en fonction du régime du moteur et de la température de l'eau, sans tenir compte de la température de l'huile. Or, une température insuffisante de l'huile de moteur entraîne des pertes au niveau des frottements dans le moteur occasionnant des problèmes de calage et de fonctionnement en sous régime du moteur. En utilisant des cartographies basées principalement sur la température de l'eau et non sur la température de l'huile, l'unité de contrôle électronique applique des paramètres non adaptés aux pertes par frottement du moteur, l'initialisation de la structure couple est alors incorrecte, engendrant des calages après le démarrage du moteur. En effet, le régime à partir duquel s'opère la transition entre la phase de démarrage et la phase d'après démarrage est alors trop bas par rapport aux pertes de frottement réellement vues par le moteur.

L'invention vise donc à résoudre ces inconvénients en proposant un procédé de chauffage du liquide de refroidissement d'un système de motorisation d'un véhicule réalisé juste après le démarrage du moteur, en corrigeant l'initialisation de la structure couple moteur lors d'une utilisation trop courte de la chaudière additionnelle.

Résumé de l’invention

Pour parvenir à ce résultat, la présente invention concerne un procédé de commande d'un système de motorisation d'un véhicule, notamment d'un véhicule automobile, le système de motorisation comprenant une chaudière pour chauffer un circuit de liquide de refroidissement avant le démarrage du système de motorisation, une unité de contrôle électronique exécutant le procédé de commande du système de motorisation pour contrôler le démarrage du moteur, et un circuit d'huile, ledit procédé de commande comprenant : la mesure de la température du liquide de refroidissement et la mesure de la température de l'huile du moteur, la comparaison de l'écart de température entre la température du liquide de refroidissement et la température de l'huile du moteur vis-à-vis d'un seuil de température calibrable en fonction des pertes par frottement du moteur, si après démarrage du système de motorisation l'écart de température entre la température du liquide de refroidissement et la température de l'huile du moteur est supérieur audit seuil de température calibrable, la mise en oeuvre d'une loi de commande comprenant un vecteur de consigne de régime moteur déterminant la sortie de démarrage qui est fonction de la température de l'huile, et si après démarrage du système de motorisation l'écart de température entre la température du liquide de refroidissement et la température de l'huile du moteur est inférieur audit seuil de température calibrable, la mise en oeuvre d'une loi de commande comprenant un vecteur de consigne de régime moteur déterminant la sortie de démarrage qui est fonction de la température du liquide de refroidissement.

Avantageusement, si après démarrage du système de motorisation, l'écart de température entre la température du liquide de refroidissement et la température de l'huile du moteur est inférieur audit seuil de température calibrable, une loi de commande détermine un vecteur d'initialisation de consigne de couple qui est fonction de la température de l'huile du moteur, et si après démarrage du système de motorisation l'écart de température entre la température du liquide de refroidissement et la température de l'huile est inférieur audit seuil de température calibrable, ledit procédé comprend la mise en œuvre d'une loi de commande comprenant un vecteur d'initialisation de consigne de couple qui est fonction de la température du liquide de refroidissement.

De manière avantageuse, le procédé comprend une étape d'enregistrement de la valeur d'un ensemble d'éléments qui participent au contrôle du couple efficace produit par le moteur dans la mémoire de l'unité de contrôle électronique.

Avantageusement, le procédé comprend la réalisation d'une cartographie des températures et du régime du moteur, pour déterminer le seuil de température calibrable en fonction des pertes par frottement du moteur.

De manière avantageuse, la cartographie est indexée selon la température de l'huile du moteur.

Avantageusement, l'écart de température entre la température du liquide de refroidissement et la température de l'huile du moteur supérieur audit seuil de température calibrable est déterminé par la génération d'un code par l'unité de contrôle électronique.

De manière avantageuse, l'écart de température entre la température du liquide de refroidissement et la température de l'huile du moteur inférieur audit seuil de température calibrable est déterminé par la génération d'un code par l'unité de contrôle électronique.

La présente invention vise également une unité de contrôle électronique pour un système de motorisation d'un véhicule, configurée pour mettre en œuvre le procédé de commande d'un système de motorisation d'un véhicule tel que brièvement décrit ci-dessus.

La présente invention vise aussi un véhicule automobile comprenant une telle unité de contrôle électronique.

Brève description des dessins

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels :

[Fig. 1] illustre schématiquement la détection de l'écart de température entre la température du liquide de refroidissement et la température de l'huile du moteur, juste après la phase de démarrage du moteur ;

[Fig. 2] illustre schématiquement l'application du vecteur de consigne du régime moteur déterminant la sortie de démarrage ;

[Fig. 3] illustre schématiquement l'application du vecteur d'initialisation de consigne de couple.

Description des modes de réalisation

Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant.

Dans ce qui va suivre, les modes de réalisation décrits s'attachent plus particulièrement à une mise en œuvre du procédé de commande d'un système de motorisation selon l'invention au sein d'un véhicule automobile. Cependant, toute mise en œuvre dans un contexte différent, en particulier dans tout type de véhicule, est également visée par la présente invention.

La figure 1 représente un schéma de la détection de l'écart de température entre la température du liquide de refroidissement 1 et la température de l'huile du moteur 2, à l'instant suivant le démarrage du moteur, c'est-à-dire au moment de la transition entre la phase de démarrage et la phase d'après démarrage du moteur, lors de l'initialisation de l'ensemble des éléments qui participent au contrôle du couple efficace produit par le moteur.

Le régime à partir duquel s'opère la transition entre la phase de démarrage et la phase d'après démarrage est généralement cartographié par une table indexée en température de l'eau. Cependant, cette indexation en fonction de la température de l'eau est inadaptée dans le cas de l'utilisation d'une chaudière additionnelle pendant une courte durée car la température de l'eau est élevée tandis que celle de l'huile ne l'est pas.

Or, la température de l'eau n'est pas un paramètre qui tient compte des pertes de frottements réelles du moteur, contrairement à la température de l'huile. Le couple d'initialisation utilisé pour initier la structure couple est alors trop bas par rapport au couple réel et l'écart de température entre la température de l'eau et la température de l'huile engendre un sous-régime du moteur, le régulateur de ralenti peinant à rétablir le régime moteur sur sa consigne. Les pertes de frottements se traduisent donc au niveau du moteur par une conduite en sous-régime et des calages du moteur.

La figure 1 représente un schéma de détection de l'écart de température entre la température du liquide de refroidissement 1 et la température de l'huile du moteur 2. Lorsque le moteur démarre 4, et que l'écart entre la température du liquide de refroidissement 1 et la température de l'huile du moteur 2 est supérieure à un seuil de température calibrable 3, alors la situation critique susceptible de générer un calage du moteur ou une conduite en sous-régime est identifiée, les deux conditions citées devant nécessairement être réunies 5. Dans ce cas, par exemple, un code spécifique SITUATION_DE_VIE_CRITIQUE est créé 6. Selon un mode de réalisation, un message peut s'afficher alors sur un écran à bord du véhicule, indiquant que ladite situation critique a été identifiée. L'écran affiche alors un libellé traduisant que le code SITUATION_DE_VIE_CRITIQUE est VRAI 8. Dans le cas contraire, c'est-à-dire si l'écart entre la température du liquide de refroidissement 1 et la température de l'huile du moteur 2 est inférieur ou égal audit seuil de température calibrable 3, alors la situation critique n'est pas identifiée 7. Dans ce cas, un message indiquant SITUATION_DE_VIE_CRITIQUE est FAUX 9 s'affiche sur l'écran de bord du véhicule.

La figure 2 représente un schéma d'application du procédé selon l'invention au régime de transition du démarrage vers la structure couple moteur, si l'écart de température entre la température du liquide de refroidissement 1 et la température d'huile du moteur 2 a dépassé le seuil de température calibrable 3, alors la situation critique susceptible de générer un calage du moteur ou une conduite en sous-régime est identifiée, ces deux conditions devant nécessairement être réunies. Dans ce cas, par exemple, un code spécifique SITUATION_DE_VIE_CRITIQUE est créé 6. Selon un mode de réalisation, un message peut s'afficher alors sur un écran à bord du véhicule, indiquant que ladite situation critique a été identifiée. Dans ce cas le régime de transition vers la structure couple moteur 11 est réalisé à partir d'une table indexée en fonction de la température de l'huile du moteur 2, permettant d'obtenir un vecteur de consigne du régime moteur déterminant la sortie de démarrage en fonction de la température de l'huile du moteur 10.

Dans le cas contraire, c'est-à-dire si l'écart entre la température du liquide de refroidissement 1 et la température de l'huile du moteur 2 est inférieur ou égale audit seuil de température calibrable 3, alors la situation critique n'est pas identifiée 7. Selon un mode de réalisation, un message peut s'afficher alors sur un écran à bord du véhicule, indiquant que ladite situation critique n'a pas été identifiée. Dans ce cas, le régime de transition vers la structure couple moteur 11 est réalisé à partir d'une table indexée en fonction de la température du liquide de refroidissement 1, on obtient alors un vecteur de consigne du régime moteur déterminant la sortie de démarrage en fonction de la température du liquide de refroidissement 12.

La figure 3 représente un schéma d'application du procédé selon l'invention au couple d'initialisation de l'ensemble des éléments qui participent au contrôle du couple efficace produit par le moteur, lorsque l'écart de température entre la température de liquide de refroidissement 1 et la température de l'huile du moteur 2 a dépassé le seuil de température calibrable 3. Comme précédemment, lorsque par exemple le code SITUATION_DE_VIE_CRITIQUE est créé 6 et que le conducteur reçoit un message sur un écran de bord du véhicule lui signalant que la situation critique est identifiée 8, le couple d'initialisation de l'ensemble des éléments qui participent au contrôle du couple efficace produit par le moteur 14 est alors réalisé à partir d'une table indexée en fonction de la température de l'huile du moteur 2, afin d'obtenir un vecteur d'initialisation de consigne du couple en fonction de la température d'huile 13.

En revanche, si la situation critique n'est pas identifiée 7 (par exemple, le code SITUATION_DE_VIE_CRITIQUE n'est pas créé), le couple d'initialisation de l'ensemble des éléments qui participent au contrôle du couple efficace produit par le moteur 14 est alors réalisé par une table indexée en fonction de la température du liquide de refroidissement 1 et on obtient un vecteur en fonction de la température du liquide de refroidissement 1 du couple d'initialisation de consigne de couple 15.

Le procédé selon l'invention permet donc d'éviter les calages du moteur uniquement par l'intermédiaire des lois de commande du véhicule et sans ajout de pièces supplémentaires.

En effet, l'unité de contrôle électronique prend en compte la température de l'huile du moteur plutôt que celle du liquide de refroidissement après le démarrage à froid du moteur, permettant ainsi d'éviter les pertes par frottement.