DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT D'UN MOTEUR A COMBUSTION

INTERNE.

La présente invention concerne un dispositif de re¬ froidissement d'un moteur à combustion interne, et se rap- porte plus particulièrement à un tel dispositif de refroi¬ dissement dont les organes sont commandés par un asservis¬ sement hiérarchisé.

Les véhicules automobiles actuels sont fréquemment équipés d'un moteur à combustion interne refroidi par un dispositif qui comprend essentiellement un circuit de fluide de refroidissement, le plus souvent de l'eau, fermé sur un circuit de refroidissement interne du moteur, et dans le¬ quel le fluide est déplacé par une pompe de circulation en¬ traînée par le moteur à combustion interne par l'intermé- diaire d'une courroie d'entraînement coopérant avec la pou¬ lie du vilebrequin du moteur. Dans un tel circuit, le fluide ou liquide de ref oidissement est refoulé par la pompe dans le moteur, afin de refroidir ce dernier, puis - est dirigé, réchauffé, par une conduite d'alime tation vers l'entrée d'un échangeur de refroidissement ou radiateur, dans lequel le liquide se refroidit en cédant des calories au milieu ambiant ; les échanges thermiques entre le liquide de refroidissement et ce milieu peuvent être activés au ni¬ veau du radiateur par un ventilateur qui est soit entraîné par la pompe ou par le moteur, soit entraîné de façon indé¬ pendante par un moteur électrique au sein d'un groupe moto- ventilateur de refroidissement, dont la mise en fonctionne¬ ment est commandée par un thermocontact monté sur le radia¬ teur. A la sortie du radiateur, le liquide de refroidissement est aspiré par la pompe et refoulé dans le moteur par une conduite de retour. De plus, une conduite de dérivation se

raccorde à la conduite de retour, en amont de la pompe, et à la conduite d' alimen tation par l ' i termédiaire d' une vanne thermos ta tique . Au démarrage du mo teur, lorsque ce dernier es t froid, la vanne thermos ta tique fait circuler le liquide uniquement dans la conduite de dérivation et empêche toute circulation de liquide vers le radiateur tant que la tempé¬ rature du liquide qui arrive à la vanne thermostatique n ' a pas atteint un certain seuil de température prédéter¬ miné pour lequel la vanne commence à s ' ouvrir, afin de permettre l ' alimen tation du radiateur en liquide à refroidir Les dispositifs de refroidissement de ce type comprennent également, de préférence, divers circuits de réchauffage du carburateur ou de préchauffage du carburant ainsi qu' un circuit de chauffage de l ' habitacle, lequel comporte, par exemple, un robinet de fermeture ou d' ouver¬ ture du chauffage commandant l' alimentation d' un radiateur de chauffage au niveau duquel les échanges thermiques peu¬ vent être amplifiés par un groupe mo to -ventilateur de chauf¬ fage, et ces circuits annexes sont montés en dérivation sur le circuit de refroidissement principal, et se raccordent à la conduite d' alimentation de ce dernier, en amont de la vanne thermos ta tique, et à la conduite de retour du cir¬ cuit principal, en amont de la pompe de circulation .

Il est bien connu que, pour accroître le rendement d ' un moteur à combustion interne et pour en réduire la pol¬ lution en diminuant la teneur en hydrocarbures imbrûlés des gaz d' échappement, il est nécessaire de maintenir autant que possible le liquide de refroidissement à une température optimale sensiblement cons tante . Comme la pompe à liquide est entraînée par le moteur à combustion interne, la vitesse de ro tation de la pompe et donc son débit sont à chaque

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instant proportionnels au régime du moteur. Il en résulte que les échanges thermiques au niveau du radiateur, en fonc tionnement normal du moteur, sont trop importants et que le liquide se refroidit trop, car le radiateur est dimensionné afin que sa puissance de dissipation soit suffisante dans les conditions de fonctionnement les plus critiques du mo¬ teur sur le plan de l'échauffement, à savoir lorsque le mo¬ teur tourne au ralenti ou à faible vitesse et à pleine char ge, conditions pour lesquelles la pompe est entraînée à faible vitesse, ou encore que le véhicule se déplace à faib vitesse, auquel cas la vitesse de l'air à travers le ra¬ diateur est faible. En conséquence, le moteur n'est pas maintenu à sa température optimum de fonctionnement.

L'importance excessive des échanges thermiques au niveau du radiateur est compensée par la vanne ther o- statique, qui diminue le débit moyen d'alimentation du ra¬ diateur afin de diminuer les échanges thermiques. Mais cett mesure présente des inconvénients : la pompe est presque constamment entraînée en survitesse par rapport aux besoins, d'où une consommation inutile et non négligeable de la puissance mécanique d'entraînement prélevée sur l'arbre de sortie du moteur. Cette dissipation d'énergie peut atteindre 600 à grande vitesse, y compris les pertes sur la courroie de transmission, dans le cas d'une- voiture de conception européenne et de moyenne cylindrée.

De plus, la vanne thermostatique détermine également la température du liquide de refroidissement. Comme ces vannes thermostatiques présentent un hystérésis de fonction¬ nement, puisque la température de fermeture est différente de près de 10°C de la température d'ouverture, et que leurs performances en précision sont médiocres, on adopte généra-

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lement une température de fonctionnement du moteur qui est relativement basse, donc défavorable à l'obtention d'un bon rendement et de bonnes performances antipollution, afin que les dépassements transitoires des températures et les conséquences de l'hystérésis de fonctionnement de la vanne thermostatique puissent être acceptés sans danger. Enfin, le temps de mise en température du liquide de refroidisse¬ ment est assez long, en particulier en raison du fait que le régime de ralenti du moteur est assez élevé quand le starter est en action.

Afin de remédier à ces inconvénients, le brevet français n° 77.07 800 décrit un dispositif de ce type, dans lequel la pompe est entraînée à une vitesse indépen¬ dante de celle du moteur à combustion interne par un moteur électrique à vitesse variable dont la variation de vitesse est commandée par un régulateur en fonction de la tempéra¬ ture du liquide de refroidissement mesurée à la sortie du moteur à combustion interne par un premier capteur de tem¬ pérature et, éventuellement, de la température du liquide mesurée à la sortie du radiateur par un second capteur de température, et de la dépression à l'admission du moteur à combustion interne, mesurée par un capteur approprié. Simul¬ tanément, ce régulateur commande la vitesse de rotation d'un second moteur électrique d'entraînement du ventilateur, en fonction des mesures effectuées par le second capteur de tem¬ pérature monté à la sortie du radiateur.

Afin de permettre un fonctionnement optimum du dispositif décrit dans le brevet français précité, le premier certificat d'addition à ce dernier propose d'assurer la ré- gulation de température du liquide de refroidissement en agissant uniquement sur la vitesse de la pompe de circulation

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dans un premier temps, puis, dans un second temps, et seulement lorsque la pompe fonctionne à vitesse maximale, de mettre en action le ventilateur associé au radiateur. Tant que la température T du liquide à la sortie du moteur est inférieure à un premier seuil, la pompe tourne à une vitesse minimum, puis est accélérée jusqu'à sa vitesse maximale lorsque la température T atteint un second seuil supérieur au premier, et le ventilateur ne peut être entraîné qu'à partir du moment où la température T atteint un troisième seuil, supérieur au premier et de préférence supérieur ou égal au second. L'entraîneme t effectif du ventilateur est commandé dès que la température du liquide à la sortie du radiateur est supérieure à un quatrième seuil ; le ventilateur est entraîné à sa vitesse maximale, lorsque la température T atteint un cinquième seuil supérieu au troisième. Enfin, la vanne thermosta ique commence à s'ouvrir lorsque la température T atteint un sixième seuil, inférieur au premier, et se trouve complètement ouverte - lorsque T atteint un septième seuil inférieur ou égal au premier. Le dispositif décrit dans ce premier certificat d'addition présente cependant un inconvénient : la régula¬ tion, sensible à cinq seuils de température qui peuvent tous être différents les uns des autres et différents des deux autres seuils de fonctionnement de -la vanne thermostatique, est de structure complexe et donc coûteuse, alors que les améliorations de fonctionnement obtenues sont relativement modestes par rapport à la complexité de la régulation du dis¬ positif.

Pour cette raison, le brevet français n° 77.13032 décrit des perfectionnements apportés au dispositif du brevet français n° 77.07 800 ; selon ces perfectionnements,

la manoeuvre de la vanne thermos ta tique est également com¬ mandée par le régulateur en fonction de mesures de tempé¬ rature effectuées par le p remier capteur monté à la sortie du moteur à combustion et /ou par le deuxième capteur monté à la sortie du radiateur .

Ce dispositif, dans lequel la vitesse de rotation du moteur électrique d ' e traînement de la pompe, la vitesse de rotation du moteur électrique d' entraînement du ventila¬ teur et la manoeuvre de la vanne thermos a tique sont toutes les trois commandées en fonction de mesures de la températur du liquide de refroidissement d' une part à la sortie du moteur à combustion interne et d' autre part à la sortie du radiateur, a pour inconvénient d' être coûteux, en raison de la nature de la vanne thermos ta tique qui doit être utilisée, car cette vanne est équipée d' un organe de manoeuvre qui peut, par exemple , être constitué d ' au moins une capsule à thermodilatation destinée à être chauffée par une résis¬ tance électrique alimentée par le régulateur . Il est de plus délicat de faire fonctionner ce dispositif dans des conditio optimales en raison du grand nombre de combinaisons possible des différents paramètres de régulation du fonctionnement des différents composants du dispositif .

Le premier certificat d' addition au brevet français n° 77 .13 032 propose un mode d ' utilisation particulièrement avantageux du dispositif décrit dans ce dernier brevet. Se¬ lon ce certificat d' addition, la circulation du liquide de refroidissement dans le radiateur commence lorsque la tem¬ pérature T du liquide à la sortie du moteur à combustion interne atteint un premier seuil, et cette circulation est maximale lorsque T atteint un second seuil supérieur au premier, la pompe étant maintenue à une vitesse minimum

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tant que T es t inférieure à un troisième seuil supérieur au premier et est entraînée à vitesse maximum lorsque T at¬ teint un quatrième seuil supérieur au troisième, tandis que le ventilateur ne peut en trer en fonctionnement que si T atteint un cinquième seuil supérieur au troisième, les troisième et cinquième seuils pouvan t être respectivement supérieurs au second et quatrième seuils , et le ventilateur n ' entrant effectivement en fonction que si, simultanément, la température du liquide à la sortie du radiateur est supérieure à un sixième seuil .

Ce circuit présente également l ' inconvénient de fonctionner selon une logique de régulation relativement complexe, mais surtout, comme cela est d' ailleurs également le cas des circuits décrits dans les brevets français n° 77 .13 032, n° 77 .07 800 et le premier certificat d' addition à ce dernier, la commande de tous les organes pilotés par le régulateur s ' effectue essentiellement, sinon uniquement, en fonction des températures du liquide à la sortie du mo¬ teur à combus tion interne et à la sortie du radiateur . Si une température excessive du liquide à la sortie du radiateur est une indication suffisante pour conclure que les échanges thermiques au droit du radiateur doivent être augmentés par la mise en fonctionnement ou l ' augmen¬ tation de la vitesse de rotation du ventilateur associé, par contre, la surveillance de la température du liquide à la sortie du mo teur à combustion interne et la régulation de cette température ne garantissent aucunement que le mo¬ teur à combustion interne se trouve à sa température op timum de fonc ionnement ou à une température proche de cette dernière .

La présente invention a pour but un dispositif

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du type de ceux décrits dans les brevets et certificats d' addition précités , mais dont les performances sont supé¬ rieures à celles de ces dispositifs connus en ce qui con¬ cerne : - l' économie réalisée de la puissance prélevée sur l ' arbre mo teur pour le fonctionnement du dispositif de refroidissement ;

- la précision et le niveau élevé de la température de fonctionneme t du moteur à combustion interne, qui favo- risent une amélioration du rendement de ce moteur ;

- la rapidité de la montée en température du liquid de refroidissement, et donc de l'huile du moteur et dudit moteur ; et

- la facilité d' installation du dispositif sur le moteur à combustion interne et plus particulièrement sur un véhicule équipé de ce mo eur.

L' invention a pour obj et un dispositif de refroidis¬ sement de structure simple, dont les organes pilotés sont - mécaniquement indépendants du moteur à combustion interne et sont asservis en vitesse selon une logique simple et dont les opérations sont hiérarchisées en fonction des informations données par deux capteurs uniquement.

L' invention a également pour objet un dispositif de refroidissement qui fonctionne en tenant compte des informations données par deux capteurs regroupés sur le moteur à combustion interne, de manière à adapter le mieu possible la puissance consommée par le dispositif de refroi¬ dissement à la quantité de chaleur à évacuer.

L' invention a enfin pour objet un dispositif de refroidissement, qui régule la température de fonctionnement du moteur à combustion interne tout en maintenant l' écart

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entre la température d ' entrée et la température de sortie du fluide dans le moteur à une valeur inférieure à une valeur limite convenablement choisie .

A cet effet, le dispositif de refroidissement d' un moteur à combustion interne, destiné notamment à l' équipement d' un véhicule automobile comprend :

- en premier lieu, un circuit fermé sur le mo teur, dans lequel un fluide de refroidissemen t est déplacé par l ' action d ' au moins une pompe de circulation entraînée par un moteur électrique à vitesse variable, ledit mo teur étant commandé par un régulateur sensible aux informations fournies par un cap teur de la température du fluide à la sortie du moteur, le fluide étant dirigé à sa sortie du moteur par au moins une conduite d' alimentation , dans au moins un echangeur de refroidissement associé à au moins un ventilateur entraîné par un mo teur électrique à vitesse variable également commandé par le régulateur, ledit fluide étant renvoyé à sa sortie de l ' echangeur par au moins une conduite de retour, dans la pompe de circulation, qui réa- limente le moteur en fluide de refroidissement ; et

- en second lieu, une conduite de dérivation, qui se raccorde à la conduite de retour, en amont de la pompe de circulation , et à la conduite d' alimentation , au niveau d' une vanne thermos ta tique destinée , d' une part, à empêcher toute circulation de fluide vers l' echangeur tant que la température T . _r , du fluide à la sortie du moteur est infé¬ rieure à un premier seuil de température S _v , d ' autre part, à s ' ouvrir dès que la température "L^ est supérieure ou égale à S _v de sorte que du fluide circule dans l' echangeur, et, enfin , à se refermer dès que T^, est inférieure ou égale à S _v + Δ S _V , où Δ S„ es t un écart de seuil positif ,

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négatif ou nul ; ce dispositif se caractérise par le fait que le régulateur est également sensible aux informations fournies par un cap teur de la température du fluide à l' entrée du moteur, en aval de la pompe, et commande, lorsque T^ _ς atteint un second seuil de température S„ in¬ férieur au premier seuil S _v , l' entraînement de la pompe a une première vitesse V-, asservie de sorte que l' écart &Ï . entre la température du fluide à la sortie du moteur TL - et la température du fluide à l' entrée du moteur Z_ prenne une valeur inférieure ou égale à une valeur limite

Le dispositif selon l' invention combine donc les effets de l' ouverture et de la fermeture d'une vanne ther¬ mostatique indépendante, donc d'un type peu coûteux, et sensible à un seuil de température qui lui est propre pour mettre le radiateur en circuit, à ceux de l' entraîne¬ ment de la pompe à une vitesse asservie pour que la dif¬ férence de température du liquide de refroidissement entre l' entrée et la sortie du moteur à combustion interne soit maintenue inférieure à une valeur limite convenablement choisie, ce qui est une condition particulièrement favo¬ rable à un bon fonctionnement de ce moteur.

Avantageusement, l' asservissement de la vitesse V_. de la pompe est tel que le régulateur commande l' entraîne- ment de la pompe à une vitesse V, constante tant que l' écar 3L, reste inférieur à la valeur limite Δ S ,, et, dès que cet écart ΔTL, devient supérieur à ΔS _j ,, à une vitesse V, augmen¬ tée jusqu' à ce que ΔT-, se limite à ΔS^, .

De p lus , lorsque la température _ du liquide de refroidissement à la sortie du moteur atteint le premier seuil S„, qui est le seuil de la vanne thermos ta tique, le

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régulateur commande l ' entraînement de la pompe à une vites¬ se asservie à la température T_ ._, de manière à réguler cette température , à une valeur de référence S» supé¬ rieure au premier seuil S„. Ces conditions étant remp lies, si l' écart ΔlL^ devient supérieur à la limite ΛS , la vites¬ se de la pompe est asservie à la différence ΔX, " Δ∑v, et s ' élève jusqu' à une valeur suffisante pour que cette dif¬ férence s ' annule .

L' asservissement hiérarchisé du dispositif selon l' invention est tel que le ventilateur n' est pas entraîné en rotation pendant la régulation de la température du liquide de refroidissement T^ à la sortie du moteur sur la valeur de référence S» si la vitesse de la pompe reste inférieure à sa valeur maximale . Par contre, si, à la vi- tesse maximale de la pompe, la température ^ reste su¬ périeure à la valeur de référence S_ , le régulateur corn- mande l' entraînement du ventilateur en maintenant la pompe à sa vitesse maximale . Le ventilateur étant entraîné, si la température T ^ devient inférieure à la valeur de réfé¬ rence S.-, , le régulateur commande alors la diminution de la vitesse du ventilateur. Enfin, si la température IL.- reste inférieure à la valeur de référence S- après l' arrêt du ventilateur, le régulateur commande alors la diminution de la vitesse de la pompe . La régulation du dispositif selon l' invention ne fait donc intervenir que les mesures de deux variables, à savoir la température T - _ς du liquide de refroidissement à la sortie du mo teur et l' écart entre les températures du liquide à l ' entrée et à la sortie du moteur, pour in- tervenir sur les valeurs que doivent prendre deux autres variables à savoir les vitesses de la pompe et du venti-

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lateur, après comparaison de l' une des variables mesurées, à savoir la température T_, _ς , à deux seuils S _v et S„ puis régulation de cette variable sur une seule valeur de ré¬ férence S _{ό 9} tandis que l' autre variable mesurée, Δ -,, est maintenue inférieure à une valeur limite kl . qui est une quatrième constante de comparaison de la régulation du dispositif . Comme l' un des seuils S _v est celui de la vanne thermos ta tique, indépendante du régulateur, ce der¬ nier n ' est réglé que pour les trois autres constantes de comparaison, ce qui simplifie sa réalisation . De plus _} le dispositif ne comprend que deux organes destinés à être pilotés, à savoir les deux moteurs électriques à vitesse variable entraînant l ' un la pompe et l' autre le ventilateur, ce pilotage étant réalisé à l' aide d'un varia teur de vitesse unique commutable sur l' un ou l' autre des deux organes précédents par une logique séquentielle simple .

Avantageusement, selon l' invention, lors de la _. mise en température du moteur, le régulateur commande de plus, tant que la température du fluide à la sortie du moteur !!_ est inférieure au second seuil S^, l' entraîne¬ ment de la pompe à une seconde vitesse V ^* inférieure à V- et très faible ou nulle, afin de favoriser la montée rapide en température du fluide de refroidissement. Pour mieux faire comprendre l' obj et de l ' invention, on va en décrire maintenant, à titre d' exemple purement illustr tif et non limitatif , un mode de réalisation re¬ présenté sur le dessin annexé . Sur ce dessin : - la figure 1 est une vue schématique d' un dispo¬ sitif de refroidissement d'un moteur à combustion interne.

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et plus particulièrement du circuit principal de refroi¬ dissement d' un tel dispositif ; et

- la figure 2 correspond à l' organigramme de la régulation assurée par un régulateur électronique du dispositif de la figure 1.

Le dispositif de refroidissement représenté sur la figure 1 comprend un circuit principal de refroi¬ dissement constitué d' une conduite d' alimen tation 10, dont l' entrée est raccordée à la sortie du circuit interne de refroidissement d' un moteur à combustion interne 12, d'un radiateur 14 dont l ' entrée est raccordée à la sortie de la conduite d' alimentation 10, d'une conduite de retour 16, dont l' entrée est raccordée à la sortie du radiateur 14 et la sortie à l ' entrée du circuit interne de refroi- dissement du moteur 12 ; sur la conduite de retour 16 est montée une pompe 18 entraînée par un moteur électrique 20 à vitesse variable . Le radiateur 14 est ventilé par un groupe moto-ventilateur de refroidissement comprenant lin ventilateur 22 entraîné par un second mo teur électrique 24 à vitesse variable, et les variations des vitesses de ro¬ tation des mo teurs électriques 20 et 24 son t commandées par un régulateur électronique 26, qui reçoit les mesures données par deux capteurs de la température d ' un liquide de refroidissement, tel que de l' eau. L' un de ces cap teurs de température, 28 , est implanté à la sortie du moteur

12 tandis que l' autre 30 est implanté à l' entrée du moteur 12. Une conduite de dérivation 32 se raccorde à la conduite de retour 16 en amont de la pompe 18 et à la conduite d' ali mentation 10 en aval du cap teur 28 par l' intermédiaire d' une vanne thermos ta tique 34 . Le dispositif de refroidis¬ sement comprend également des circuits annexes de rechauf-

fage du carburateur ou de préchauffage du carburant ainsi que de chauffage de l'habitacle du véhicule automobile équipé du moteur 12, et ces circuits annexes (non repré¬ sentés) se raccordent par la conduite 36 à la conduite d ^r alimentation 10, entre le capteur 28 et la vanne thermo- statique 34, et par la conduite 38 à la conduite de retour 16, en amont de la pompe 18.

Si l'on désigne par Q et Q les quantités de

I__ R chaleur évacuées respectivement par le dispositif de refroidissement et par le radiateur 14, si l ^r on désigne par m et m les débits massiques du liquide respectivement dans le moteur 12 et dans le radiateur 14, si l'on désigne par Λ _M et ΔT_ les écarts de température entre la sortie et l'entrée respectivement du moteur 12 et du radiateur 14, si IL. et T représentent les températures respectivement du liquide de refroidissement à la sortie du moteur et de l'air ambiant, et si C désigne la chaleur spécifique massique du liquide de refroidissement et K le coefficient d'échange global du radiateur 14, qui augmente en même temps que le débit du liquide traversant le radiateur 14 et la vitesse de l'air qui balaie ce radiateur 14, les équations qui régissent les échanges thermiques sont : - au niveau du moteur 12 :

Q _E = m.C.Δ ^* ^ (1) - au niveau du radiateur 14 :

Q _R = m _R .C.ΔT _R (2) et

Si Q indique -l ^« aWquantité de cha é ⁽³ va ⁾

3m leur cuée par les circuits annexes, la quantité de chaleur Q totale

J__ évacuée par le dispositif de refroidissement est la somme

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de Q et de Q . R a

Pour obtenir un bon équilibre thermique du moteur 12, il est clair qu'à chaque instant la quantité de cha¬ leur totale évacuée Q doit être égale à la quantité

Sz, de chaleur à évacuer Q, et qui est libérée par le moteur 12.

Si CL, est inférieure à Q, le moteur chauffe alors J__ que si Q_ est supérieure à Q le moteur se refroidit. La fc_ fonction du dispositif de refroidissement d'un moteur à combustion interne est précisément de faire en sorte que la quantité de chaleur évacuée Q h„. soit aussi proche que possible de la quantité de chaleur à évacuer Q . Mais en remplissant cette fonction, le dispositif de refroidis¬ sement doit simultanément maintenir la température du liquide de refroidissement d'une manière aussi stable et précise que possible à une certaine valeur de référence, et limiter l ' écart entre les températures du liquide de refroidissement à la sortie et à l' entrée du moteur 12 à une valeur convenable . Dans les dispositifs de refroidissement bien connus de l' état de la technique, dans lesquels la pompe est en¬ traînée par le moteur à combustion interne, le débit de liquide de refroidissement m qui circule dans le moteur est imposé par ce dernier puisque la vitesse d' entraînement de la pompe est proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur. Selon l' équation (1) , la régulation optimale d'un dispositif de ce type est celle qui, à chaque instant, permet d' obtenir un écart de température ΔT entre l ' entrée et la sortie du moteur tel que le produit m.C .ΔT est tou- jours égal à la quantité Q de chaleur à évacuer . Par ail¬ leurs, l' équation (3) montre que la quantité Q_ de chaleur

évacuée par le radiateur est proportionnelle au coefficient d' échange global K. du radiateur et se trouve donc également définie pour un débit donné de liquide dans le radiateur et une vitesse donnée de l ' air qui balaie ce dernier . Pour qu' en moyenne on obtienne l' égalité : Q_ ___ = Q_K. + Qa la seule possibilité de régulation est de manoeuvrer la vanne ther¬ mostatique de sorte que le débit moyen de liquide de re¬ froidissement qui circule dans le radiateur soit régulé. Le dispositif de refroidissement représenté sur la figure 1 permet de moduler à la fois la vitesse d'entraî¬ nement de la pompe 18, c'est-à-dire également le débit de fluide de liquide de refroidissement circulant dans le moteur 12 et dans le radiateur 14, ainsi que la vitesse d'entraînement du ventilateur 22 du groupe moto-ventilateur de refroidissement, c'est-à-dire également le coefficient d'échange global K du radiateur.

Cette possibilité de modulation des vitesses d'entraînement des deux organes pilotés du dispositif réduit au maximum le rôle joué par la vanne thermostatique 34. Cette dernière intervient dans les seuls cas où l'écart de température Δ , entre la sortie et l'entrée du moteur 12 devient supérieur à une certaine valeur limite ΔSL, fixée par les conditions limites de fonctionnement du moteur 12. Le mode de fonctionnement du dispositif représenté sur la figure 1 est décrit ci-dessous à l'aide de l'orga¬ nigramme représenté sur la figure 2.

A partir d'une configuration initiale 40, dans la¬ quelle les vitesses de la pompe 18 et du ventilateur 22 sont nulles, et le moteur 12 à l'arrêt, si ce dernier est mis en fonctionnement, il se déroule tout d'abord une

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phase de mise en température du moteur, dans laquelle, tant que l'on constate en 42 que la température du liquide

T., à la sortie du moteur 12 est inférieure à un seuil de température donné S„r, fixé par exemple à 60°C, la pompe 18 est entraînée en 44 à une vitesse minimale V„, qui peut être très faible, voire nulle, afin de permettre une monté très rapide du liquide en température, car la vanne 34, qui est fermée, coupe l'alimentation du radiateur 14 et dirige le liquide de refroidissement vers la pompe 18 par la conduite de dérivation 32. Pendant cette phase, l'écartΔT-, entre les températures à l'entrée et à la sor¬ tie du moteur n'est pas significatif.

Lorsque l'on constate en 42 que la température T, _ς atteint le seuil S„, la pompe est entraînée à une autre vitesse minimale V, non nulle et supérieure à V„, cette vitesse V- étant suffisante pour permettre une cir¬ culation du liquide de refroidissement dans les circuits de refroidissement annexes du dispositif par les conduites 36 et 38. Le régulateur 26 asservit cette vitesse V- de sorte que l'écart de température T _j , entre l'entrée et la sortie du moteur 12 ne soit pas supérieur à une valeur limite Δ£ , fixée par exemple à 7°C.

Ceci est assuré en maintenant la vitesse de la pompe 18 à la vitesse minimum V_. tant que ΔX. est inférieur ou égal àΔSL, _» puis en augmentant la vitesse de la pompe dès queΔT-, devient supérieur àΔS^., jusqu'au moment où ΔT-, redevient égal à ΔSL,.

On vérifie en 46 si la température 1^ à la sortie du moteur 12 est supérieure ou égale à un second seuil S _v d'ouverture de la vanne thermostatique 34, fixé par exemple à 86°C. Si ce n'est pas le cas, la vanne 34 reste fermée

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en 48 et on vérifie alors en 50 si l'écart de température _. est supérieur à la valeur limite Δ.SL,.

Dans l'affirmative, on augmente en 52 la vitesse de rotation de la pompe jusqu'au moment où l'on constate en 50 que TL, est à nouveau égal à .SL,- La vitesse de la pompe est alors ajustée en 54 à sa valeur minimale V-, non nulle.

Si l'on constate en 46 que la température T est devenue supérieure au seuil S _v , la vanne thermo - statique 34 s'ouvre en 56 et l'on vérifie en 58 si l'écart

^TL, est supérieur à la valeur limite Δ.S . Si cela est le cas, la vitesse du ventilateur 22 étant toujours nulle, on augmente en 60 la vitesse de la pompe 18 jusqu'au mo¬ ment ou l'écart^ IL. est inférieur ou égal à S » Le seuil d'ouverture S _v de la vanne thermo s ta tique

34 est en général quelque peu différent de son seuil de fermeture S _v + S _V , cependant comme cela est sans consé¬ quence sur la régulation du dispositif, on peut considérer q e^S-y est nul. Après l'ouverture de la vanne 34, la vitesse de la pompe est asservie par le régulateur 26 à la tempéra¬ ture IL. mesurée à la sortie du moteur 12, de sorte que cette dernière soit régulée sur une valeur de référence S« fixée par exemple à 105°C. Cependant, à chaque instant, l'écart de température

ΔT-, entre l'entrée et la sortie du moteur est comparé à Δ.S^.. S'il dépasse la valeur limite SL,, la vitesse de la pompe est asservie à la différence Δ IL, - ΔSL., et cette vi¬ tesse augmente jusqu'à une valeur suffisante pour que cette différence s'annule. Ceci s'effectue en général au détriment de la température I - _ς , qui diminue. Si la

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diminution de la température T, est telle que cette dernière redevient inférieure ou égale au seuil S„, la vanne thermo s ta tique 34 intervient pour que la température TL- _t - soit maintenue au niveau du seuil S _v . Si on vérifie en 62 que la température T _Mg est égale à la valeur de référence S,, aucune correction n'est effectuée. Par contre, si ce n'est pas le cas, on vérifie en 64 si la température L^ est supérieure à la valeur de référence S,,. Si cela est le cas, on vérifie en 66 si la pompe est déjà entraînée à sa vitesse maximale. Dans l'af¬ firmative, le ventilateur est alors entraîné en 68 à une vitesse croissante jusqu'au moment où la température TL._ est ramenée à sa valeur de référence S~. Dans la négative, on augmente tout d'abord en 70 la vitesse de la pompe. C' est seulement quand ladite pompe atteint sa valeur maxi¬ male sans pouvoir abaisser T^ jusqu'à S~ que le venti¬ lateur 22 est entraîné.

Si l'on constate en 64 que la température T.- - est inférieure à la valeur de référence S ₉ on vérifie en 72 si le ventilateur 22 est à l'arrêt. Si cela est le cas, on commande en 74 la diminution de la vitesse de la pompe, jusqu'au moment où la température IL.- est à nouveau égale à S« . Si ce n'est pas le cas, on diminue tout d'abord en 76 la vitesse d'entraînement du ventilateur 22 puis, si S« n'est toujours pas atteint après l'arrêt du ventilateur 22 constaté en 72, on diminue la vitesse de la pompe en 74 pour ramener la température IL, à la valeur de référence S« •

On constate donc que, pendant la phase de régula- tion de la température T _MS sur la valeur limite S„ et de

ΔT à une valeur inférieure ou égale à la valeur limite

ΔS _j ,, qui est assurée par l' asservissement de la vitesse de la pompe, tant que cette dernière n ' est pas entraînée à sa vitesse maximale, le ventilateur 22 du groupe moto- ventilateur de refroidissement n ' est pas entraîné . Ce fonctionnement prioritaire de la pompe par rapport au ventilateur permet d' obtenir le plus petit écart de tem¬ pérature l- _r» ^s i l' on se reporte aux équations (1) et (2) données ci-dessus .

L' asservissement de la vitesse d' entraînement du ventilateur 22 pour réguler la température IL. sur la valeur de référence S» n ' intervient que lorsque la vitesse de la pompe est maximale et que la température T ^ est supérieure à la valeur de référence S» alors que l' écart de température ΔT_ . est inférieur ou égal à la valeur limite Δ ** f

Enfin, un fonctionnement de sécurité est représenté par le test 80 et l' action 82 ; si la température T ^ dépas se une certaine limite, par exemple 115°C, ou encore lors¬ qu'un des deux capteurs de température est en court- circuit ou coupé, le test 80 déclenche l' action 82 qui consiste à mettre en vitesse maximale la pompe et le ventilateur, sans tenir compte de l' écart de température IL,.

On constate donc que la régulation de la tempé¬ rature du liquide de refroidissement est obtenue en conso - mant le moins d' énergie possible puisque le ventilateur

22 n ' est mis en route que lorsque cela est absolument néces saire et que la pompe ne passe à un niveau supérieur de vitesse qu' après l' ouverture de la vanne thermo s ta tique. Le rendement global du dispositif de refroidissement est donc amélioré, au point que même si le rendement de l' al¬ ternateur d' alimentation des moteurs électriques est

CREA OÎ.-ÎPI '

médiocre, le gain en puissance peut atteindre quelques centaines de watt en moyenne . Le dispositif selon l ' in¬ vention permet donc une économie appréciable de la puis¬ sance prélevée sur l ' arbre moteur par une adap tation très fine de la puissance consommée par les organes pilo¬ tés du dispositif de refroidissement à la quantité de chaleur à évacuer .

La température du moteur 12 est régulée à une valeur de référence S- p lus élevée et plus précise que cela n ' est le cas dans les dispositifs de l ' état de la technique, ce qui est favorable à une amélioration du rendement du moteur 12, et le dispositif permet également d' adapter la valeur de référence S» choisie à la charge du moteur. De même, lors des démarrages à froid, la consom mation en carburant du moteur 12 est réduite grâce à une mise en température plus rapide du liquide de refroidis¬ sement que cela n ' est le cas dans les installations con¬ nues et l ' indépendance mécanique de la pompe d' une part et du groupe moto -ventilateur de refroidissement d' autre part vis-à-vis du moteur à combustion interne facilite grandement l ' installation d' un tel dispositif de refroidis sement sur un moteur .

L' ensemble des avantages précités entraîne des éco¬ nomies appréciables de carburant consommé par le moteur . II est bien entendu que le dispositif ci-dessus décrit n ' est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toute modification désirable sans sortir pour cela du cadre de l' invention .

OMPI