FR3073889B1 - METHOD FOR LIMITING TEMPERATURE OF A COOLANT LIQUID IN A COOLING SYSTEM OF AN ENGINE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de limitation d'une température de liquide (T°liq) caloporteur dans un système de refroidissement d'un moteur thermique d'un véhicule automobile afin d'éviter que la température du liquide en sortie du moteur ne dépasse temporairement une température d'ébullition du liquide caloporteur, la limitation étant effectuée par une limitation de couple moteur en fonction d'une température maximale prédéterminée de liquide (maxT°liq) caloporteur en sortie du moteur, une température instantanée du liquide (T°liq) caloporteur en sorte du moteur et une vitesse du véhicule (Vveh). Il est pris compte dans la limitation de couple moteur au moins un paramètre sélectionné entre une puissance instantanée (Pmot) du moteur, un couple instantané du moteur ou un flux thermique instantané dans le moteur. Application dans le domaine des véhicules automobiles.The invention relates to a method for limiting a temperature of liquid (T ° liq) coolant in a cooling system of a thermal engine of a motor vehicle to prevent the temperature of the liquid output of the engine exceeds temporarily a boiling temperature of the coolant, the limitation being effected by a limitation of engine torque as a function of a predetermined maximum temperature of liquid (maxT °l liq) heat transfer at the engine output, an instantaneous temperature of the liquid (T ° liq ) heat transfer engine and a vehicle speed (Vveh). In the motor torque limitation, at least one selected parameter is taken into account between an instantaneous power (Pmot) of the motor, an instantaneous torque of the motor or an instantaneous heat flux in the motor. Application in the field of motor vehicles.
Description
PROCEDE DE LIMITATION DE TEMPERATURE DE LIQUIDE CALOPORTEUR DANS UN SYSTEME DE REFROIDISSEMENT D’UN MOTEUR [0001] La présente invention concerne un procédé de limitation de température de liquide caloporteur dans un système de refroidissement d’un moteur thermique d’un véhicule automobile pour éviter l’ébullition du liquide caloporteur.The present invention relates to a method for limiting the temperature of coolant in a cooling system of a heat engine of a motor vehicle in order to avoid boiling of the heat transfer liquid.
[0002] Il est connu d’utiliser une stratégie anti-ébullition du liquide caloporteur permettant de limiter la température du liquide caloporteur servant au refroidissement du moteur thermique afin d’éviter l’ébullition du liquide caloporteur en fonctionnement du moteur ou lors d’un évènement temporaire comme un coup de chaud.It is known to use an anti-boiling strategy of the heat transfer liquid making it possible to limit the temperature of the heat transfer liquid used for cooling the heat engine in order to avoid boiling of the heat transfer liquid during engine operation or during a temporary event like a heat stroke.
[0003] Il est ainsi courant de limiter la température maximale du liquide caloporteur à environ 118°C, avec dans quelques cas une calibratbn à des niveaux inférieurs. Cette température maximale est sensée être inférieure à la température d’ébullition du liquide caloporteur à base d’eau avec la présence d’additifs de protection qui peut être de 136°C dans les conditions de pressurisation du circuit caloporteur.It is thus common to limit the maximum temperature of the heat transfer liquid to about 118 ° C, with in some cases a calibratbn at lower levels. This maximum temperature is supposed to be lower than the boiling temperature of the water-based heat transfer liquid with the presence of protective additives which can be 136 ° C. under the conditions of pressurization of the heat transfer circuit.
[0004] Il y a donc une marge qui est prise, visant à prendre en compte l’information de température suivie et mesurée à l’extérieur du moteur. Il y a donc une homogénéisation de la température. Il est aussi pris en compte des températures localement plus élevées à proximité des parois les plus chaudes, ce qui peut provoquer un risque d’ébullition locale en interne du moteur. Enfin la marge prend en compte potentiellement l’élévation de température lors d’un coup de chaud consécutif à l’arrêt du moteur, ce qui induit un risque de débordement d’une la boîte de dégazage, comme il va être mentionné ultérieurement.There is therefore a margin which is taken, aiming to take into account the temperature information monitored and measured outside the engine. There is therefore a homogenization of the temperature. It is also taken into account locally higher temperatures near the hottest walls, which can cause a risk of local boiling inside the engine. Finally, the margin potentially takes into account the rise in temperature during a heat stroke following the shutdown of the engine, which induces a risk of overflow from a degassing box, as will be mentioned later.
[0005] L’ébullition du fluide caloporteur peut générer plusieurs problèmes. L’ébullition du fluide caloporteur peut endommager le moteur thermique par limitation des échanges thermiques aux parois, les échanges thermiques étant moins efficaces, par perte de l’information de la température si un élément sensible d’un capteur de température du fluide caloporteur et présent dans le système de refroidissement n’est plus irrigué. L’ébullition peut aussi provoquer le désamorçage d’une pompe ou de plusieurs pompes à fluide caloporteur présentes dans le système.The boiling of the heat transfer fluid can generate several problems. The boiling of the heat transfer fluid can damage the heat engine by limiting the heat exchanges on the walls, the heat exchanges being less effective, by loss of temperature information if a sensitive element of a temperature sensor of the heat transfer fluid and present in the cooling system is no longer irrigated. Boiling can also cause the priming of one or more heat transfer fluid pumps present in the system.
[0006] Enfin, des bulles d’air peuvent être présentes dans le fluide caloporteur entraînant un mauvais échange de chaleur avec les parois du moteur. En effet, il peut se produire une perte de liquide caloporteur par débordement dans la boîte de dégazage présente dans le circuit du système de refroidissement.Finally, air bubbles may be present in the heat transfer fluid causing poor heat exchange with the walls of the engine. Indeed, there may be a loss of heat transfer liquid by overflow in the degassing box present in the cooling system circuit.
[0007] Classiquement, la stratégie anti-ébullition est donc calibrée à 118°C. La limitation de température de fluide caloporteur se fait par limitation du couple moteur via une analyse de l’historique d’évolution de la température de fluide caloporteur.[0007] Conventionally, the anti-boiling strategy is therefore calibrated at 118 ° C. The temperature of the heat transfer fluid is limited by limiting the engine torque via an analysis of the history of changes in the temperature of the heat transfer fluid.
[0008] En se référant à la figure 1, la limitation de la température maximale de fluide caloporteur est effectuée par une limitation de couple moteur Clim fin. Il est tout d’abord calculé en 1 un coefficient de correction Coef cor en fonction d’une température maximale prédéterminée de liquide maxT°liq caloporteur en satie du moteur, d’une température instantanée du liquide T°liq caloporteur en sortie du moteur et d’une vitesse du véhicule Vveh.Referring to Figure 1, the limitation of the maximum temperature of the heat transfer fluid is carried out by a limitation of engine torque Clim fin. It is first of all calculated in 1 a correction coefficient Coef cor as a function of a predetermined maximum temperature of liquid maxT ° liq coolant in satisfaction of the engine, of an instantaneous temperature of the liquid T ° liq coolant at the outlet of the engine and of a vehicle speed Vveh.
[0009] Au moins un paramètre du moteur thermique comme, par exemple, la puissance du moteur Pmot est aussi relevée et filtrée en 2. Le coefficient de correction Coef cor est multiplié à la puissance du moteur filtrée afin d’obtenir une puissance limite Plim. Le coefficient peut être inférieur à un avec, dans ce cas, une limitation de couple/puissance appliquée avec la puissance limite Plim inférieur à la puissance du moteur Pmot. Cependant le coefficient de correction peut aussi être supérieur à un. Dans ce dernier cas, il n’y a pas de limitation de couple/puissance appliquée.At least one parameter of the heat engine such as, for example, the power of the engine Pmot is also noted and filtered at 2. The correction coefficient Coef cor is multiplied by the power of the engine filtered in order to obtain a limit power Plim . The coefficient may be less than one with, in this case, a torque / power limitation applied with the limit power Plim less than the power of the motor Pmot. However, the correction coefficient can also be greater than one. In the latter case, there is no torque / power limitation applied.
[0010] Le coefficient de correction Coef cor peut être calculé en tenant compte d’un historique d’évolution de la température du liquide T°liq caloporteur en sortie du moteur en fonction de la vitesse du véhicule Vveh automobile.The Coef cor correction coefficient can be calculated by taking into account a history of evolution of the temperature of the coolant liquid T ° liq at the engine outlet as a function of the speed of the motor vehicle Vveh.
[0011] Il est ensuite calculé un couple moteur limite en divisant la puissance limite Plim par un régime moteur rmot. Ce couple moteur limite Clim est ensuite soumis à une limitation par gradient Gradlim pour obtenir un couple limité corrigé par gradient.A limit engine torque is then calculated by dividing the limit power Plim by an engine speed rmot. This Clim limit motor torque is then subjected to a Gradlim gradient limitation in order to obtain a limited torque corrected by gradient.
[0012] Une correction de ralenti 3 est effectuée sur le couple limite Clim corrigé par gradient en fonction du régime moteur rmot instantané pour donner un couple limite final Clim fin servant à la limitation de couple moteur.An idle correction 3 is made on the limit torque Clim corrected by gradient as a function of the instantaneous engine speed rmot to give a final limit torque Clim end used for the limitation of engine torque.
[0013] Un tel procédé anti-ébullition du fluide caloporteur selon l’état de la technique pour une limitation d’une température de liquide caloporteur dans un système de refroidissement d’un moteur thermique d’un véhicule automobile afin d’éviter que la température du liquide en sortie du moteur ne dépasse temporairement une température d’ébullition du liquide caloporteur actuelle ne permet pas de limiter les occurrences de montée du liquide caloporteur à des températures élevées mais inférieures au seuil calibré maximal qui est non limitativement classiquement de 118°C.Such an anti-boiling process of the heat transfer fluid according to the state of the art for limiting a temperature of heat transfer liquid in a cooling system of a heat engine of a motor vehicle in order to prevent the temperature of the liquid leaving the engine temporarily does not exceed a boiling temperature of the current heat transfer liquid does not limit the occurrences of rise of the heat transfer liquid at high temperatures but below the maximum calibrated threshold which is not conventionally 118 ° C. .
[0014] Or, les éléments du moteur thermique refroidis par le liquide caloporteur de refroidissement voient leur durée de vie nettement réduite lorsqu’ils sont soumis à des niveaux thermiques élevés dues à des phénomènes de fatigue oligocyclique ou polycyclique, ces composants étant notamment le carter, le cylindre, la culasse et le joint de culasse.However, the elements of the heat engine cooled by the coolant coolant see their life significantly reduced when subjected to high thermal levels due to oligocyclic or polycyclic fatigue phenomena, these components being in particular the housing , the cylinder, the cylinder head and the cylinder head gasket.
[0015] La sévérité du chargement thermique vu par ces éléments dépend de la température du liquide caloporteur, du flux thermique reçu, principalement dépendant de la puissance instantanée. Les solutions classiques permettant de limiter ce risque sont en premier une amélioration de la performance du matériel de refroidissement, notamment du radiateur et du groupe moto-ventilateur. Cependant, l’augmentation de classe du radiateur peut coûter plusieurs dizaines d’euro par véhicule.The severity of the thermal loading seen by these elements depends on the temperature of the heat transfer liquid, on the heat flow received, mainly depending on the instantaneous power. Conventional solutions to limit this risk are first and foremost an improvement in the performance of the cooling equipment, in particular the radiator and the motor-fan assembly. However, increasing the radiator class can cost several tens of euros per vehicle.
[0016] Une autre solution est la calibration du seuil d’anti-ébullition à une valeur inférieure à 118°C. Cependant cela génère une limifetion des prestations, par exemple de la vitesse en remorquage, ceci paradoxalement y compris dans des situations de vie où le risque thermique est faible, ce qui est le cas pour une température de fluide élevée combinée avec une puissance du moteur faible.Another solution is the calibration of the anti-boiling threshold at a value below 118 ° C. However, this generates a limitation in performance, for example towing speed, paradoxically even in life situations where the thermal risk is low, which is the case for a high fluid temperature combined with a low engine power. .
[0017] Il en est déduit que ces solutions ne sont pas optimales, voire inacceptables, en terme de gestion du compromis qualité/prestation/coût pour un système de refroidissement d’un moteur thermique.It follows that these solutions are not optimal, or even unacceptable, in terms of managing the quality / service / cost compromise for a cooling system of a heat engine.
[0018] Par conséquent, le problème à la base de l’invention est d’éviter l’ébullition d’un liquide de caloporteur dans un système de refroidissement d’un moteur thermique d’un véhicule automobile, en obtenant une limitation de la température instantanée du liquide caloporteur du système par une limitation de couple moteur qui soit efficace tout en n’étant pas trop pénalisante pour la prestation de conduite du véhicule.Consequently, the problem underlying the invention is to avoid the boiling of a coolant liquid in a cooling system of a heat engine of a motor vehicle, by obtaining a limitation of the instantaneous temperature of the heat transfer fluid of the system by an engine torque limitation which is effective while not being too penalizing for the performance of driving the vehicle.
[0019] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un procédé de limitation d’une température de liquide caloporteur dans un système de refroidissement d’un moteur thermique d’un véhicule automobile afin d’éviter que la température du liquide en sortie du moteur ne dépasse temporairement une température d’ébullition du liquide caloporteur, la limitation étant effectuée par une limitation de couple moteur en fonction d’une température maximale prédéterminée de liquide caloporteur en sortie du moteur, une température instantanée du liquide caloporteur en sortie du moteur et une vitesse du véhicule, caractérisé en ce qu’il est pris compte dans la limitation de couple moteur au moins un paramètre sélectionné entre une puissance instantanée du moteur, un couple instantané du moteur ou un flux thermique instantané dans le moteur.To achieve this objective, there is provided according to the invention a method of limiting a temperature of coolant in a cooling system of a heat engine of a motor vehicle in order to prevent the temperature of the liquid at the outlet of the engine temporarily does not exceed a boiling temperature of the heat transfer liquid, the limitation being effected by a limitation of engine torque as a function of a predetermined maximum temperature of heat transfer liquid at the outlet of the engine, an instantaneous temperature of the heat transfer liquid at the outlet of the engine and a speed of the vehicle, characterized in that at least one parameter selected between instantaneous engine power, instantaneous engine torque or instantaneous heat flow in the engine is taken into account in the engine torque limitation.
[0020] L’effet technique est d’obtenir une limitation de couple moteur qui soit calculée au plus juste, ceci en considérant dans le calcul d’un couple limite du moteur, au moins un paramètre de fonctionnement du moteur rendant compte soit de la puissance demandée au moteur, soit du couple instantané du moteur ou du flux thermique instantané dans le moteur.The technical effect is to obtain a limitation of engine torque which is calculated as accurately as possible, this by considering in the calculation of a limit torque of the engine, at least one operating parameter of the engine accounting for either the power demanded from the motor, either from the instantaneous torque of the motor or from the instantaneous heat flux in the motor.
[0021] Selon l’état de la technique, pour protéger le moteur, un seuil de température maximale du moteur à ne pas dépasser était abaissé en comparaison avec le seuil de température maximale typiquement associé au fluide caloporteur par exemple de 118°C. Il s’en suivait une limitation trop exigeante du couple du moteur thermique. Dans le cas inverse, sans abaisser ce seuil, la protection anti-ébullition du liquide caloporteur n’était pas assurée en permanence.According to the state of the art, to protect the engine, a maximum engine temperature threshold not to be exceeded was lowered in comparison with the maximum temperature threshold typically associated with the heat transfer fluid, for example 118 ° C. This resulted in an overly demanding limitation of the torque of the heat engine. In the opposite case, without lowering this threshold, the anti-boiling protection of the heat transfer liquid was not permanently ensured.
[0022] La présente invention, du fait de la considération d’un ou de paramètres du moteur influant sur l’ébullition du liquide caloporteur, agit au plus juste sur la limitation de couple. Par exemple, en se référant notamment à la figure 4 de la présente demande, en prenant comme paramètre une puissance du moteur, il n’est pas nécessaire d’abaisser la température instantanée du fluide caloporteur par une trop forte limitation de couple en dessous d’un pourcentage de 70 à 80%, avantageusement 75%, de la puissance maximale du moteur alors qu’il est approprié de le faire pour un pourcentage plus élevé, ceci avantageusement linéairement. Ceci sera plus amplement expliqué ultérieurement.The present invention, due to the consideration of one or more engine parameters influencing the boiling of the coolant, acts as closely as possible on the torque limitation. For example, with particular reference to FIG. 4 of the present application, taking as a parameter an engine power, it is not necessary to lower the instantaneous temperature of the heat-transfer fluid by too great a torque limitation below d 'a percentage of 70 to 80%, advantageously 75%, of the maximum power of the motor whereas it is appropriate to do so for a higher percentage, this advantageously linearly. This will be more fully explained later.
[0023] Cela permet de limiter le chargement thermique des situations sévères qui sont principalement une température instantanée de fluide caloporteur élevée et une puissance du moteur élevée tout en maintenant les prestations du moteur thermique du véhicule automobile dans des situations de vie sans risque, par exemple une puissance du moteur faible avec même une température instantanée de fluide caloporteur élevée. La pente de la zone interdite tracée selon la présente invention correspond à une iso-température matière de la zone critique d’un composant fusible du moteur.This limits the thermal loading of severe situations which are mainly an instantaneous temperature of high heat transfer fluid and a high engine power while maintaining the benefits of the engine of the motor vehicle in life situations without risk, for example low engine power with even a high instant coolant temperature. The slope of the forbidden zone plotted according to the present invention corresponds to a material iso-temperature of the critical zone of a fusible component of the engine.
[0024] Avantageusement, d’une part, ledit au moins un paramètre sélectionné est multiplié après filtrage par un coefficient de correction étant calculé pour donner au moins un paramètre sélectionné corrigé à partir de la température maximale prédéterminée de liquide caloporteur, de la température instantanée du liquide caloporteur et de la vitesse du véhicule et, d’autre part, il est calculé une valeur maximale dudit au moins un paramètre sélectionné en fonction de la température instantanée du liquide caloporteur après filtrage asymétrique, une valeur minimale entre ledit au moins un paramètre sélectionné corrigé et la valeur maximale dudit au moins un paramètre sélectionné étant prise pour le calcul d’un couple limite.Advantageously, on the one hand, said at least one selected parameter is multiplied after filtering by a correction coefficient being calculated to give at least one selected parameter corrected from the maximum predetermined temperature of the heat transfer liquid, the instantaneous temperature of the heat transfer liquid and the speed of the vehicle and, on the other hand, a maximum value of said at least one selected parameter is calculated as a function of the instantaneous temperature of the heat transfer liquid after asymmetric filtering, a minimum value between said at least one parameter selected corrected and the maximum value of said at least one selected parameter being taken for the calculation of a limit torque.
[0025] Avantageusement, le coefficient de correction est calculé en tenant compte d’un historique d’évolution de la température du liquide caloporteur en sortie du moteur en fonction de la vitesse du véhicule automobile.Advantageously, the correction coefficient is calculated by taking into account a history of evolution of the temperature of the heat transfer liquid at the outlet of the engine as a function of the speed of the motor vehicle.
[0026] Avantageusement, quand ledit au moins un paramètre sélectionné est une puissance du moteur, le couple limite est calculé en prenant la valeur minimale entre la puissance du moteur corrigé et la valeur maximale de puissance du moteur en donnant une puissance limite et en la divisant par un régime moteur instantané du moteur.Advantageously, when said at least one selected parameter is an engine power, the limit torque is calculated by taking the minimum value between the corrected engine power and the maximum engine power value by giving a limit power and by dividing by an instantaneous engine speed.
[0027] Avantageusement, il est tracé une courbe délimitant inférieurement une zone interdite en donnant une température maximale corrigée de liquide caloporteur en sortie du moteur en fonction d’un pourcentage de puissance maximale du moteur, la courbe étant tout d’abord invariante en donnant comme température maximale corrigée la température maximale prédéterminée en dessous d’une valeur de pourcentage de puissance maximale du moteur comprise au plus entre 70 et 80% et décroissant linéairement au-dessus de la valeur de pourcentage de puissance maximale du moteur.Advantageously, a curve is drawn below delimiting a prohibited area by giving a corrected maximum temperature of the heat transfer liquid at the outlet of the engine as a function of a percentage of maximum engine power, the curve being first of all invariant by giving as the maximum corrected temperature, the predetermined maximum temperature below a value of percentage of maximum engine power of at most between 70 and 80% and decreasing linearly above the value of percentage of maximum engine power.
[0028] Avantageusement, le couple limite est corrigé par une limitation de gradient de correction pour obtenir un couple limité corrigé par gradient.Advantageously, the limit torque is corrected by a correction gradient limitation to obtain a limited torque corrected by gradient.
[0029] Avantageusement, une correction de ralenti est effectuée sur le couple limite corrigé par gradient en fonction du régime moteur instantané pour donner un couple limite final servant à la limitation de couple moteur.Advantageously, an idling correction is performed on the limit torque corrected by gradient as a function of the instantaneous engine speed to give a final limit torque used for limiting the engine torque.
[0030] L’invention concerne aussi un ensemble d’une unité de contrôle moteur et d’un système de refroidissement par fluide caloporteur d’un moteur thermique de véhicule automobile, le système de refroidissement étant commandé par une unité de contrôle moteur, caractérisé en ce que l’unité de contrôle moteur comprend des moyens de mise en oeuvre d’un tel procédé.The invention also relates to an assembly of an engine control unit and a coolant cooling system of a thermal engine of a motor vehicle, the cooling system being controlled by an engine control unit, characterized in that the engine control unit comprises means for implementing such a method.
[0031] L’invention concerne enfin un véhicule automobile comprenant un moteur thermique, un système de refroidissement du moteur thermique et une unité de contrôle moteur pour la commande du système de refroidissement, caractérisé en ce que le système de refroidissement et l’unité de contrôle moteur forme un tel ensemble.The invention finally relates to a motor vehicle comprising a heat engine, a heat engine cooling system and an engine control unit for controlling the cooling system, characterized in that the cooling system and the unit engine control forms such an assembly.
[0032] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels :Other characteristics, aims and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows and with regard to the appended drawings given by way of nonlimiting examples and in which:
- la figure 1 est une représentation schématique d’un logigramme d’un procédé de limitation d’une température de liquide caloporteur dans un système de refroidissement d’un moteur thermique d’un véhicule automobile afin d’éviter que la température du liquide en sortie du moteur ne dépasse temporairement une température d’ébullition du liquide caloporteur, ce procédé étant conforme à l’état de la technique,- Figure 1 is a schematic representation of a flow diagram of a method for limiting a temperature of coolant in a cooling system of a heat engine of a motor vehicle to prevent the temperature of the liquid in engine output does not temporarily exceed a boiling point of the heat transfer liquid, this process being in accordance with the state of the art,
- la figure 2 est une représentation d’une courbe délimitant une zone interdite de température instantanée d’un fluide caloporteur d’un système de refroidissement d’un véhicule en fonction d’un pourcentage de la puissance du moteur alors atteinte, la délimitation de la zone interdite se faisant selon un procédé de l’état de la technique,FIG. 2 is a representation of a curve delimiting a prohibited zone of instantaneous temperature of a heat transfer fluid of a vehicle cooling system as a function of a percentage of the engine power then reached, the delimitation of the prohibited area using a state of the art process,
- la figure 3 est une représentation schématique d’un logigramme d’un procédé de limitation d’une température de liquide caloporteur dans un système de refroidissement d’un moteur thermique d’un véhicule automobile afin d’éviter que la température du liquide en sortie du moteur ne dépasse temporairement une température d’ébullition du liquide caloporteur, ce procédé étant conforme à la présente invention avec prise en compte d’au moins un paramètre de fonctionnement du moteur thermique sélectionné entre une puissance instantanée du moteur, un couple instantané du moteur ou un flux thermique instantané dans le moteur,- Figure 3 is a schematic representation of a flow diagram of a method for limiting a temperature of coolant in a cooling system of a heat engine of a motor vehicle to prevent the temperature of the liquid in engine output does not temporarily exceed a boiling point of the heat transfer liquid, this method being in accordance with the present invention with consideration of at least one operating parameter of the heat engine selected between an instantaneous power of the engine, an instantaneous torque of the motor or an instantaneous heat flux in the motor,
- la figure 4 est une représentation d’une courbe délimitant une zone interdite de température instantanée d’un fluide caloporteur d’un système de refroidissement d’un véhicule en fonction d’un pourcentage de la puissance du moteur alors atteinte, la délimitation de la zone interdite se faisant selon un procédé conforme à la présente invention.FIG. 4 is a representation of a curve delimiting a prohibited zone of instantaneous temperature of a heat transfer fluid of a vehicle cooling system as a function of a percentage of the engine power then reached, the delimitation of the forbidden zone taking place according to a process in accordance with the present invention.
[0033] Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension.It should be borne in mind that the figures are given by way of examples and are not limitative of the invention. They constitute schematic representations of principle intended to facilitate understanding.
[0034] Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.In what follows, reference is made to all the figures taken in combination. When reference is made to one or more specific figures, these figures are to be taken in combination with the other figures for the recognition of the designated numerical references.
[0035] Dans le cadre de la présente invention, le moteur thermique dont le refroidissement est effectué peut être un moteur à allumage par compression, notamment moteur Diesel ou fonctionnant au gazole ou un moteur thermique à allumage commandé, notamment moteur à carburant essence ou à mélange contenant de l’essence.In the context of the present invention, the heat engine, the cooling of which is carried out, may be a compression-ignition engine, in particular a diesel engine or operating with diesel fuel, or a spark-ignition engine, in particular a petrol or gasoline engine. mixture containing gasoline.
[0036] En se référant plus particulièrement aux figures 3 et 4 mais aussi aux figures 1 et 2 illustrant l’état de la technique à titre de comparaison, la présente invention concerne un procédé de limitation d’une température de liquide T°liq caloporteur dans un système de refroidissement d’un moteur thermique d’un véhicule automobile afin d’éviter que la température du liquide caloporteur en sortie du moteur ne dépasse temporairement une température d’ébullition du liquide caloporteur.Referring more particularly to Figures 3 and 4 but also to Figures 1 and 2 illustrating the state of the art for comparison, the present invention relates to a method of limiting a temperature of liquid T ° liq coolant in a cooling system of a heat engine of a motor vehicle in order to prevent the temperature of the heat transfer liquid leaving the engine from temporarily exceeding a boiling point of the heat transfer liquid.
[0037] La limitation est effectuée par une limitation ou réduction du couple du moteur en fonction d’une température maximale prédéterminée de liquide maxT°liq caloporteur en sortie du moteur, une température instantanée du liquide T°liq caloporteur en sortie du moteur et une vitesse du véhicule Vveh. Ceci est fait dans un module de correction 1 pour le calcul d’un coefficient de correction Coef cor, ce qui sera ultérieurement plus amplement décrit.The limitation is effected by limiting or reducing the torque of the engine as a function of a predetermined maximum temperature of liquid maxT ° liq coolant leaving the engine, an instantaneous temperature of the liquid T ° liq coolant leaving the engine and a vehicle speed Vveh. This is done in a correction module 1 for the calculation of a correction coefficient Coef cor, which will be described more fully below.
[0038] Selon l’invention, il est pris compte dans la limitation de couple moteur au moins un paramètre sélectionné entre une puissance instantanée Pmot du moteur, un couple instantané du moteur ou un flux thermique instantané dans le moteur. Ceci permet d’adapter la limitation de couple moteur au plus juste des conditions de fonctions instantanées alors régnantes pour le moteur thermique. Il est possible de ne prendre qu’un des paramètres, deux paramètres ou tous les trois paramètres.According to the invention, it is taken into account in the limitation of engine torque at least one parameter selected between an instantaneous power Pmot of the engine, an instantaneous torque of the engine or an instantaneous heat flux in the engine. This makes it possible to adapt the limitation of engine torque to the most just conditions of instantaneous functions then prevailing for the thermal engine. It is possible to take only one of the parameters, two parameters or all three parameters.
[0039] La puissance instantanée Pmot et le couple instantané du moteur peuvent être calculés et le flux thermique instantané peut être estimé. Le flux thermique peut être évalué selon la température régnant aux parois du moteur thermique.The instantaneous power Pmot and the instantaneous torque of the motor can be calculated and the instantaneous heat flux can be estimated. The heat flux can be evaluated according to the temperature prevailing at the walls of the heat engine.
[0040] Les données de puissance instantanée Pmot et de couple instantané du moteur sont nécessairement disponibles dans une unité de contrôle moteur pour la gestion des prestations dynamiques. Le flux thermique n’est pas nécessairement une donnée disponible dans les logiciels embarqués, notamment dans l’unité de contrôle moteur.The instantaneous power Pmot and instantaneous engine data are necessarily available in an engine control unit for the management of dynamic services. Heat flow is not necessarily data available in embedded software, especially in the engine control unit.
[0041] Aux figures 2 et 4, le paramètre sélectionné est la puissance du moteur indiqué en abscisse en pourcentage d’une puissance maximale du moteur %Pmax avec en ordonnée la température du liquide T°liq de refroidssement en sortie du moteur. Il est à garder à l’esprit que le paramètre ou les paramètres sélectionnés peuvent être autres que la puissance du moteur et que ceci n’est pas limitatif.In FIGS. 2 and 4, the selected parameter is the power of the motor indicated on the abscissa as a percentage of a maximum motor power% Pmax with the ordinate the temperature of the liquid T ° liq of cooling at the output of the motor. It should be borne in mind that the parameter or parameters selected may be other than the power of the engine and that this is not limiting.
[0042] A la figure 2, selon l’état de la technique, il est prédéterminé une température maximale maxT°liq à ne pas dépasser et une zone interdite Zintl est définie au-dessus de cette température car il est estimé que le liquide caloporteur de refroidissement va entrer en ébullition au-dessus de la température maximale. Cette température maximale prédéterminée maxT°liq reste constante pour tous les pourcentages de puissance %Pmax par rapport à la puissance maximale.In Figure 2, according to the state of the art, it is predetermined a maximum temperature maxT ° liq not to be exceeded and a prohibited zone Zintl is defined above this temperature because it is estimated that the heat transfer liquid cooling will boil above the maximum temperature. This predetermined maximum temperature maxT ° liq remains constant for all percentages of power% Pmax relative to the maximum power.
[0043] Ceci présente le désavantage de ne pas assurer une protection efficace contre l’ébullition du fluide caloporteur ou au contraire d’assurer une protection trop sévère et non nécessaire alors qu’il n’y a pas de risque d’ébullition.This has the disadvantage of not providing effective protection against boiling of the heat transfer fluid or on the contrary of providing protection that is too harsh and unnecessary when there is no risk of boiling.
[0044] Soit la température maximale prédéterminée maxT°liq est choisie trop élevée et alors il y a un risque que le fluide caloporteur rentre en ébullition en dessous de cette température maximale. La protection du moteur n’est donc plus assurée.Either the predetermined maximum temperature maxT ° liq is chosen too high and then there is a risk that the heat transfer fluid boils below this maximum temperature. Motor protection is therefore no longer ensured.
[0045] Soit la température maximale est choisie trop faible et alors la limitation de couple obtenue par un procédé selon l’état de la technique s’effectue même quand le risque d’une entrée en ébullition du liquide caloporteur n’est pas présent, ce qui diminue de manière non nécessaire les performances du véhicule.Either the maximum temperature is chosen too low and then the torque limitation obtained by a process according to the state of the art is carried out even when the risk of a boiling of the heat transfer liquid is not present, which unnecessarily reduces the performance of the vehicle.
[0046] La figure 4 montre une courbe délimitant inférieurement une zone interdite Zint en donnant une température maximale corrigée de liquide caloporteur en sortie du moteur en fonction d’un pourcentage de puissance %Pmax maximale du moteur. A la figure 4, il est prédéterminé une température maximale maxT°liq à ne pas dépasser équivalente à celle de la figure 2 mais la courbe ne suit pas cette température maximale à ne pas dépasser pour des pourcentage de puissance %Pmax élevés.FIG. 4 shows a curve delimiting below a prohibited zone Zint by giving a corrected maximum temperature of the heat transfer liquid at the outlet of the engine as a function of a percentage of power% Pmax maximum of the engine. In FIG. 4, a maximum temperature maxT ° liq not to be exceeded is predetermined equivalent to that of FIG. 2 but the curve does not follow this maximum temperature not to be exceeded for high power% Pmax percentages.
[0047] La courbe, en fait constituée de deux portions linéaires affines avec un coefficient directeur nul et un coefficient directeur négatif, est tout d’abord invariante en donnant comme température maximale adopté la température maximale prédéterminée maxT°liq, par exemple 118°C mais ceci n’est pas limitatif. Cette température maximale prédéterminée maxT°liq est fixée relativement basse pour éviter tout risque d’ébullition pour des pourcentages de puissance %Pmax peu élevés ou moyens. Ceci est suivi par la la portion affine avec un coefficient directeur négatif de la courbe qui est référencée secumaxT°liq.The curve, in fact consisting of two linear affine portions with a zero director coefficient and a negative director coefficient, is firstly invariant by giving as the maximum temperature adopted the predetermined maximum temperature maxT ° liq, for example 118 ° C. but this is not limiting. This predetermined maximum temperature maxT ° liq is set relatively low to avoid any risk of boiling for low or medium power percentages% Pmax. This is followed by the affine portion with a negative directing coefficient of the curve which is referenced secumaxT ° liq.
[0048] A la figure 4, la température maximale prédéterminée maxT°liq est conservée comme température maximale jusqu’à un pourcentage de puissance %Pmax par rapport à la puissance maximale de 75%. Ensuite, la courbe suit la portion de courbe affine avec un coefficient directeur négatif en tant que courbe de sécurité secumaxT°liq.In FIG. 4, the predetermined maximum temperature maxT ° liq is kept as the maximum temperature up to a percentage of power% Pmax relative to the maximum power of 75%. Then, the curve follows the affine portion of the curve with a negative directing coefficient as a safety curve secumaxT ° liq.
[0049] Ainsi, en dessous d’une valeur V%Pmax de pourcentage de puissance maximale du moteur comprise au plus entre 70 et 80%, la température maximale prédéterminée maxT°liq est conservée. Au-dessus de cette valeur V7oPmax de pourcentage de puissance maximale du moteur, la température maximale n’est plus la température maximale prédéterminée maxT°liq et décroît linéairenent, ceci pour mieux protéger un risque d’ébullition plus présent pour des valeurs de pourcentage de puissance %Pmax maximale du moteur élevés donc par exemple au-dessus de 70 à 80%. Le fonctionnement du moteur en sort légèrement pénalisé à juste titre car le risque d’ébullition du liquide caloporteur peut être présent mais évité.Thus, below a value V% Pmax of percentage of maximum power of the motor of at most between 70 and 80%, the predetermined maximum temperature maxT ° liq is retained. Above this value V7oPmax of percentage of maximum power of the engine, the maximum temperature is no longer the predetermined maximum temperature maxT ° liq and decreases linearly, this to better protect a boiling risk more present for values of percentage of maximum power% Pmax of the motor high, therefore for example above 70 to 80%. The operation of the engine comes out slightly penalized for good reason because the risk of boiling of the heat transfer liquid may be present but avoided.
[0050] Lors d’étapes du procédé communes aux procédés selon l’invention et aux procédés selon l’état de la technique, comme montré aux figures 1 et 3, le ou les paramètres sélectionnés Pmot, par exemple mais non limitativement la puissance du moteur, peuvent être multipliés après une opération de filtrage 2 par un coefficient de correction Coef cor.During steps of the method common to the methods according to the invention and to the methods according to the state of the art, as shown in FIGS. 1 and 3, the selected parameter (s) Pmot, for example but not limitatively the power of the motor, can be multiplied after a filtering operation 2 by a correction coefficient Coef cor.
[0051] Premièrement, le coefficient de correction Coef cor peut être calculé, pour donner au moins un paramètre sélectionné corrigé, à partir de la température maximale prédéterminée de liquide maxT°liq caloporteur, de à température instantanée du liquide T°liq caloporteur et de la vitesse du véhicule Vveh Le coefficient de correction Coef cor est alors multiplié au(x) paramètre(s) sélectionné(s), par exemple la puissance du moteur pour donner un au moins un paramètre sélectionné corrigé. Le ou les paramètres sélectionnés Pmot peuvent avoir subi un filtrage 2 avant d’être corrigés par le coefficient de correction Coef cor.First, the correction coefficient Coef cor can be calculated, to give at least one selected parameter corrected, from the predetermined maximum temperature of liquid maxT ° liq coolant, from instantaneous temperature of liquid T ° liq coolant and the vehicle speed Vveh The correction coefficient Coef cor is then multiplied with the selected parameter (s), for example the engine power to give at least one corrected selected parameter. The selected parameter (s) Pmot may have been filtered 2 before being corrected by the Coef cor correction coefficient.
[0052] Le coefficient de correction Coef cor peut être calculé en tenant compte d’un historique d’évolution de la température du liquide T°liq caloporteur en sortie du moteur en fonction de la vitesse du véhicule Vveh automobile. Le calcul du coefficient de correction Coef cor détermine le pourcentage de diminution du ou des paramètres sélectionnés Pmot par une analyse du signal de température instantanée de fluide caloporteur.The Coef cor correction coefficient can be calculated by taking into account a history of evolution of the temperature of the coolant liquid T ° liq at the engine outlet as a function of the speed of the motor vehicle Vveh. The calculation of the correction coefficient Coef cor determines the percentage decrease in the selected parameter (s) Pmot by an analysis of the instantaneous temperature signal of the heat transfer fluid.
[0053] La correction du paramètre ou des paramètres sélectionnés Pmot est d’autant plus importante que le gradient de température de fluide caloporteur est élévé et que la température de fluide caloporteur est proche de la température maximale de fluide caloporteur.The correction of the selected parameter or parameters Pmot is all the more important that the temperature gradient of the heat transfer fluid is high and that the temperature of the heat transfer fluid is close to the maximum temperature of the heat transfer fluid.
[0054] Deuxièmement et simultanément, selon l’invention, il peut être calculé en 5 une valeur maximale du ou des paramètres sélectionnés Pmot, ceci en fonction de la température instantanée du liquide T°liq caloporteir. La température instantanée du liquide T°liq caloporteur peut avoir subi préalablement un filtrage asymétrique référencé enSecondly and simultaneously, according to the invention, it can be calculated as 5 a maximum value of the selected parameter (s) Pmot, this as a function of the instantaneous temperature of the liquid T ° liq caloporteir. The instantaneous temperature of the liquid T ° liq coolant may have previously undergone asymmetric filtering referenced in
4.4.
[0055] Une valeur minimale min entre ledit au moins un paramètre sélectionné corrigé Plim et la valeur maximale dudit au moins un paramètre sélectionné Pmot peut alors être pise en tant que paramètre limite Plim pour le calcul d’un couple limite Clim, par exemple une valeur minimale min entre une puissance maximale corrigé par le coefficient de correction Coef cor et la valeur maximale de puissance du moteur Pmot en fonction de la température instantanée du liquide T°liq caloporteir. C’est le couple limite Clim qui est à la base du contrôle de la température d’ébullition moyennant quelques possibles traitements du couple limite Clim.A minimum value between said at least one selected parameter corrected Plim and the maximum value of said at least one selected parameter Pmot can then be taken as limit parameter Plim for the calculation of a limit torque Clim, for example a minimum value between a maximum power corrected by the correction coefficient Coef cor and the maximum power value of the motor Pmot as a function of the instantaneous temperature of the liquid T ° liq caloporteir. It is the Clim limit torque which is the basis for controlling the boiling temperature with a few possible treatments of the Clim limit torque.
[0056] Ainsi, dans le cas spécifique pour lequel ledit au moins un paramètre sélectionné Pmot est une puissance du moteur, le couple limite Clim est calculé en prenant la valeur minimale min entre la puissance du moteur corrigé et la valeur maximale de puissance du moteur Pmot, cette valeur minimale donnant la puissance limite du moteur Plim et en la divisant par un régime moteur rmot instantané du moteur, ce qui illustré par le signe / aux figures 1 et 3 pour obtenir un couple limite Clim.Thus, in the specific case for which said at least one selected parameter Pmot is an engine power, the limit torque Clim is calculated by taking the minimum value min between the corrected engine power and the maximum engine power value Pmot, this minimum value giving the limit power of the engine Plim and dividing it by an instantaneous engine speed rmot of the engine, which is illustrated by the sign / in FIGS. 1 and 3 to obtain a limit torque Clim.
[0057] Le couple limite Clim ainsi obtenu peut être corrigé par une limitation de gradient Gradlim de correction pour obtenir un couple limité corrigé par gradient. Une limitation de gradient Gradlim corrige le couple limite Clim pour limiter le ressenti de perte de couple par le conducteur du véhicule automobile. C’est une fonction de lissage temporel pour limiter un impact de prestation dynamique et garantir la sécurité du conducteur.The limiting torque Clim thus obtained can be corrected by limiting the gradient Gradlim correction to obtain a limited torque corrected by gradient. A Gradlim gradient limitation corrects the limit torque Clim to limit the feeling of loss of torque by the driver of the motor vehicle. It is a time smoothing function to limit a dynamic performance impact and guarantee driver safety.
[0058] Accessoirement, une correction de ralenti référencée 3 peut être effectuée sur le couple limite Clim corrigé par gradient en fonction du régime moteur rmot instantané pour donner un couple limite final Clim fin servant à la limitation de couple moteur. La correction de ralenti 3 corrige si nécessaire la consigne de couple afin d’éviter un calage du moteur si le régime moteur rmot est faible, ce qui n’est pas fréquemment le cas, le procédé selon l’invention se mettant plus particulièrement en oeuvre pour des puissances de moteur fortes et donc le plus souvent sur des régimes moteurs élevés.Incidentally, an idle correction referenced 3 can be carried out on the limit torque Clim corrected by gradient as a function of the instantaneous engine speed rmot to give a final limit torque Clim end used for the limitation of engine torque. The idle correction 3 corrects the torque setpoint if necessary in order to avoid stalling the engine if the engine speed rmot is low, which is not frequently the case, the method according to the invention being implemented more particularly for high engine powers and therefore most often on high engine speeds.
[0059] L’invention concerne aussi un ensemble d’une unité de contrôle moteur et d’un système de refroidissement par fluide caloporteur d’un moteur thermique de véhicule automobile. De manière classique, le système de refroidissement est commandé par une unité de contrôle moteur. Selon l’invention, l’unité de contrôle moteur comprend des moyens de mise en œuvre d’un procédé de limitation d’une température de liquide T°liq caloporteur dans un système de refroidissement d’un moteur thermique d’un véhicule automobile tel que précédemment décrit.The invention also relates to a set of an engine control unit and a coolant cooling system for a motor vehicle thermal engine. Conventionally, the cooling system is controlled by an engine control unit. According to the invention, the engine control unit comprises means for implementing a method for limiting a temperature of liquid T ° liq coolant in a cooling system of a heat engine of a motor vehicle such as previously described.
[0060] L’invention concerne enfin un véhicule automobile comprenant un moteur 5 thermique, un système de refroidissement du moteur thermique et une unité de contrôle moteur pour la commande du système de refroidissement, le système de refroidissement et l’unité de contrôle moteur formant un ensemble tel que précédemment mentionné.The invention finally relates to a motor vehicle comprising a heat engine 5, a heat engine cooling system and an engine control unit for controlling the cooling system, the cooling system and the engine control unit forming a set as previously mentioned.
[0061] L’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n’ont été donnés qu’à titre d’exemples.The invention is in no way limited to the embodiments described and illustrated which have been given only by way of examples.
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