Brevet FR2675085A1 — publié le 19921016

CIRCUIT DE COMMANDE D'UN CONDITIONNEUR D'AIR POUR VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne un circuit de commande d'un compresseur d'une climatisation pour un véhicule automobile, qui arrête le compresseur dans des conditions particulières du véhicule, notamment au démarrage. Un compresseur d'une climatisation comporte un embrayage de type électromagnétique qui couple le compresseur au moteur du véhicule, quand une source d'énergie lui est appliquée. Un cycle de fonctionnement de la climatisation comporte une phase de marche quand la température à l'intérieur du véhicule dépasse une certaine valeur, par exemple 220C et une phase d'arrêt quand la température à l'intérieur du véhicule descend en dessous d'une autre valeur, par exemple 200C. Dans la phase de marche, une source d'énergie est appliquée à l'embrayage du compresseur et cette source d'énergie est coupée dans la phase d'arrêt. Dans la phase de marche, un tel compresseur de climatisation a besoin d'une puissance importante de l'ordre de 5 kilowatts fournie par le moteur. Or selon les régimes de fonctionnement du moteur et les facteurs extérieurs telles la température ou la pression de l'air, le rendement du moteur est plus ou moins bon. Par contre la puissance consommée par le compresseur en fonctionnement est toujours la même. Ainsi, en cas de forte chaleur, la climatisation va fonctionner, alors que le rendement du moteur est moins bon (donc moins de puissance disponible) puisque la température de l'air est élevée : les effets négatifs s'additionnent. De plus, dans des conditions d'utilisation particulières du véhicule, la puissance demandée au moteur est importante, en démarrage en côte ou rapide et en charge maximale par exemple.Dans tous ces cas, la puissance importante invariablement demandée par le compresseur de la climatisation contribue à la dégradation des performances du véhicule, notamment dans le cas de véhicules peu puissants. Par exemple, le risque de caler au démarrage augmente sensiblement avec la climatisation. L'utilisation de la direction assistée en plus de la climatisation risque de faire caler le véhicule, par exemple dans les manoeuvres au ralenti (faible vitesse); en cas de risques de surchauffe du moteur (côte, charge maximum, forte chaleur), le fonctionnement de la climatisation risque d'empêcher le circuit de refroidissement du moteur de fonctionner efficacement. De telles dégradations des performances dues à l'option climatisation dans un véhicule sont intolérables. Dans l'invention, on empêche une telle dégradation des performances d'un véhicule muni d'une climatisation en commandant l'arrêt de la climatisation dans ces cas critiques, de manière à libérer momentanément de la puissance, notamment au démarrage. Ce qu'il faut entendre par démarrage du véhicule, c'est l'action qui depuis une position d'arrêt du véhicule, permet de le faire avancer, ce qui demande beaucoup de puissance moteur. Un objet de l'invention est donc un circuit de commande d'un conditionneur d'air d'un véhicule automobile muni d'un moteur, le conditionneur d'air comportant un embrayage recevant une commande en tension pour le coupler ou le découpler du moteur, le véhicule étant pourvu d'autres organes entraînes directement ou indirectement par le moteur, circuit de commande caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour détecter des conditions particulières de fonctionnement des dits autres organes et des moyens pour commander un découplage de l'embrayage quand ces conditions particulières sont détectées. D'autres caractéristiques et avantages sont présentés à titre indicatif et non limitatif de l'invention dans la description qui suit faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma électrique d'un circuit de commande d'un conditionneur d'air selon l'invention, - la figure 2 est un schéma d'un contacteur à commande électronique selon l'invention. La figure 1 est un schéma électrique d'un circuit de commande d'un conditionneur d'air selon l'invention. Ce circuit comporte - un contacteur C1 qui détecte un événement correspondant à une position enfoncée de la pédale d'embrayage (1) du véhicule. Sur commande d'un signal de détection Actl de cet événement, le contacteur C1 passe en position ouverte, sa position initiale au repos étant la position fermée dans l'exemple, - un contacteur C2 qui détecte un événement correspondant à une position enfoncée de la pédale d'accélération (2) du véhicule.Sur commande d'un signal de détection Act2 de cet événement, le contacteur C2 passe en position ouverte, sa position initiale au repos étant la position fermée dans l'exemple, - un relais R1 capable de commuter sur une sortie 3 une tension positive U présente sur un premier contact 4 ou bien une tension nulle fournie par un deuxième contact 5, selon qu'une commande de commutation applique sur son entrée de commande 6 respectivement une tension nulle ou une tension positive, - un relais R2 capable de commuter sur une sortie 7 une tension positive présente sur un premier contact 8 ou bien une tension nulle fournie par un deuxième contact 9, selon qu'une commande de commutation applique sur son entrée de commande 10 respectivement une tension nulle ou une tension positive, - un circuit de temporisation Tempo alimenté sur une borne d'alimentation 11 par une tension positive U, et relié à la masse électrique du circuit, et qui délivre sur sa sortie 12 une impulsion positive d'une durée to sur réception sur son entrée de commande 13 d'un front positif de tension, - un embrayage 14 d'un conditionneur d'air CA. Les contacteurs C1 et C2 sont montés en parallèle entre la tension U et l'entrée de commande 6 du relais Rl. La sortie 3 du relais R1 est connectée à l'entrée de commande 13 du circuit de temporisation Tempo. La sortie 12 du circuit de temporisation est connectée à l'entrée de commande 10 du relais R2. La sortie 7 du relais R2 délivre la commande en tension de couplage/découplage de l'embrayage 14 du compresseur du conditionneur d'air CA. Sur la figure, on a représenté symboliquement un organe de démarrage (21) qui comprend la pédale d'embrayage (1) et la pédale d'accélération (2). Enfin, conformément aux règles de sécurité en matière automobile, un fusible fusl est monté entre la tension positive U et les contacteurs C1 et C2 et un fusible fus2 est monté entre la tension positive U et la borne d'alimentation il du circuit de temporisation. Un tel circuit de commande de couplage/découplage de l'embrayage du conditionneur d'air permet de résoudre un problème exposé, à savoir le démarrage correct du véhicule quelles que soient ses conditions de fonctionnement : forte chaleur, forte charge, côte, démarrage en trombe. Dans l'invention, on détecte la phase de démarrage du véhicule automobile et on coupe alors quelques secondes le conditionneur d'air pour libérer de la puissance au moteur. Ce qu'il faut entendre par détection de la phase de démarrage, c'est la détection du moment ou, d'une phase d'arrêt du véhicule, on va le faire avancer. Or il est important de ne pas couper trop longtemps et surtout inutilement le conditionneur d'air, sinon la température à l'intérieur du véhicule va trop augmenter. Aussi dans l'invention, on cherche à détecter le moment précis où le moteur a besoin de beaucoup de puissance et à connaître le temps optimum de coupure de la climatisation. Pour le premier point, on a découvert que le moment juste avant de faire avancer le véhicule (démarrage) correspond à une pédale d'embrayage encore enfoncée, mais que l'on s'apprête à relâcher totalement et à une pédale d'accélération au contraire que l'on enfonce. Ainsi, dans l'invention, on fait correspondre la phase de démarrage à l'occurrence simultanée de deux événements : pédale d'embrayage enfoncée (Actl) et pédale d'accélération enfoncée (Act2). Pour détecter cette occurrence simultanée, on utilise les deux contacteurs C1 et C2 en parallèle entre la tension U et la commande du relais R1. Dans l'invention, la détection correspond à des contacteurs C1 et C2 ouverts : l'état ouvert de C1 et C2 ramène une tension de 0 volts sur l'entrée de commande du relais R1 et qui commute donc la tension positive de U volts sur sa sortie 3. Le circuit de temporisation détecte alors un front montant sur son entrée de commande 13 et produit en réponse une impulsion positive d'une durée to sur sa sortie 12. Pendant la durée de cette impulsion positive, le relais R2 est commandée par une tension positive et commute sur sa sortie 7 une tension nulle présente sur le deuxième contact 9 : en conclusion, pendant to, le relais R2 commande le découplage de l'embrayage 14 du conditionneur d'air CA. Cette coupure ne peut se produire que lorsque les deux événements sont présents en même temps. En effet, dès que l'un ou l'autre événement est absent, le contacteur correspondant est fermé et ramène la tension U sur l'entrée de commande 6 du relais R1, ce qui empêche le déclenchement du circuit de temporisation en maintenant l'entrée 13 du circuit de temporisation à 0 volts. Le circuit de temporisation est nécessaire pour contrôler le temps de coupure to du conditionneur d'air : to doit permettre le démarrage correct, sans trop d'altération des performances de la climatisation. Par exemple, si le seuil de déclenchement de la climatisation est 220C et celui d'arrêt 20"C, il ne peut être acceptable que la température monte à 250C à l'intérieur du véhicule pendant la coupure forcée du conditionneur d'air. En pratique, des essais en charge maximale, en côte et par forte chaleur ont été réalisés et une durée to de 4 secondes a ainsi été déterminée comme optimale. En dessous, le moteur calait, au-dessus, la température augmentait trop. Détaillons maintenant le principe de détection dans un exemple, les contacteurs C1, C2 sont mécaniques, c'est-à-dire avec un bouton qui a une position relâchée correspondant à un contact ouvert et une position enfoncée (par pression mécanique) correspondant à un contact fermé. Il suffit par exemple de fixer le contacteur C1 sur le pédalier support sous la pédale d'embrayage. L'événement recherché est détecté quand, partant d'une position complètement enfoncée, on relève progressivement la pédale d'embrayage qui relâche ainsi sa pression sur le contacteur, jusqu'à la relâcher totalement à un moment donné. Dans l'invention, ce moment correspond à une position de la pédale d'embrayage telle qu'on va juste après relâcher cette pédale complètement, pour faire avancer la voiture.Un tel principe de détection d'une position de la pédale d'embrayage est par ailleurs connu. De préférence, cette position correspond dans l'invention à une course de 10 millimètres de la pédale d'embrayage depuis la position complètement enfoncée. Pour des raisons de sécurité, on ne peut pas placer le contacteur C2 sur le pédalier support de la pédale d'accélération. Mais il suffit de le placer de manière connue sur une autre mécanique commandée par l'accélérateur. Par exemple, on peut fixer un contacteur mécanique sur la paroi de la pompe d'un moteur diesel, a l'endroit du levier. Dans cet exemple, c'est le levier qui exerce la pression sur le contacteur. De tels contacteurs placés sur la pompe à l'endroit du levier sont par exemple déjà utilisés pour détecter le régime moteur pour couper le pré-chauffage ou le post-chauffage. Pour un moteur essence, on le placera selon le même principe par exemple sur le mécanisme d'actionnement du papillon du carburateur.De préférence, on place le contacteur C2 de manière à détecter une course de 33 millimètres à partir de la position relâchée de la pédale d'accélération. Les événements Actl et Act2 correspondent alors, lorsqu'ils se produisent simultanément, au moment optimum pour redonner de la puissance au moteur au démarrage. Comme les contacteurs mécaniques coûtent très chers, car la partie mécanique doit résister aux fortes vibrations, à la température ..., on propose dans l'invention de remplacer le contacteur mécanique C2 par un contacteur à commande électronique. Dans l'invention, on propose de connecter par un moyen mécanique 105 (figure 2), le curseur 101 d'un potentiomètre 100 à un mécanisme 102 commandée par la pédale d'accélération 2, par exemple le mécanisme qui commande l'actionnement du levier de la pompe d'un moteur diesel. La tension délivrée au niveau du curseur correspond alors au déplacement de la pédale d'accélération.Cette tension est appliquée à une diode zener 103 choisie pour que sa tension de seuil corresponde à la valeur de la tension V1 délivrée par le curseur quand la pédale d'accélération est dans la position que l'on veut détecter. Cette diode zener est connectée à un circuit de commande 104 d'un relais R3. Ainsi quand la tension du curseur arrive à la valeur V1, le circuit 104 commande le relais R3 pour qu'il commute la masse sur sa sortie. Dans un exemple, le circuit de commande comporte une première résistance rl entre l'anode de la diode et la masse, une seconde résistance r2 entre l'anode de la diode et la base b d'un transistor bipolaire T dont l'émetteur e est à la masse et le collecteur c délivre le signal de détection Act2 de l'événement pédale d'accélération enfoncée.Le collecteur c est par ailleurs connecté à la tension positive U par une résistance r. Quand la diode zener devient conductrice (à V1), le transistor passe de l'état bloqué (tension de collecteur égale à U) à l'état saturé (tension de collecteur nulle) et le relais commute la masse sur sa sortie. Le potentiomètre est alimenté par ailleurs entre la tension positive U et la masse. De préférence, la tension appliquée au potentiomètre est issue d'un régulateur 106, de manière à avoir une détection fiable, indépendante des variations de la tension U (batterie). Dans un premier perfectionnement de l'invention, on va permettre l'arrêt du conditionneur d'air, dans d'autres cas critiques que le démarrage. En effet, une climatisation est un système qui alourdit le véhicule et qui rend fort appréciable et souhaitable l'utilisation d'une direction assistée. Un principe d'une direction assistée est par exemple de porter de l'huile à forte pression (80 bars) et de l'injecter dans un vérin directement couplé au volant du véhicule. La pompe de l'organe de direction assistée demande une puissance non négligeable au moteur pour comprimer l'huile, ce qui alourdit fortement la charge imposée au moteur quand la direction assistée fonctionne, notamment dans les manoeuvres au ralenti. Si la climatisation fonctionne, on risque fort de caler. Un premier perfectionnement consiste donc à couper la climatisation lors de l'utilisation de la direction assistée à faible vitesse du véhicule. Dans l'exemple pris d'une direction assistée à vérin hydraulique (figure 1) le principe est le suivant : un capteur de pression (P80) dans la pompe d'un organe de direction assistée 15 détecte une pression de 80 bars et commande alors la fermeture d'un interrupteur 16. Dès que la pression repasse en dessous de 80 bars, il commande l'ouverture de l'interrupteur. L'interrupteur est monté en série entre la tension d'alimentation U par l'intermédiaire d'un fusible, par exemple le fusible fus2 mentionné ci-dessus, et l'entrée de commande 10 du relais R2. De préférence un circuit de type OU reçoit le signal issu de l'interrupteur 16 et celui issu de la temporisation, et délivre la commande du relais R2. L'interrupteur 16 de direction assistée commande ainsi l'arrêt du conditionneur d'air pendant l'utilisation de la direction assistée. Un second perfectionnement permet d'arrêter la climatisation en cas de risque de surchauffe du moteur, de manière à éviter une panne réelle (joint de culasse) en libérant de la puissance pour le circuit de refroidissement du moteur. Un tel risque de surchauffe peut apparaître par exemple par forte chaleur, en côte, en charge, avec une climatisation. On utilise par exemple un circuit connu comportant un capteur 17 de température du circuit de refroidissement 18 du moteur et un comparateur 19 à deux seuils sl et s2. Dans un exemple 'de circuit de refroidissement à eau, le capteur 17 mesure la température de l'eau. Dans l'invention, on utilise la sortie 20 du comparateur pour imposer sur le premier contact 8 du relais R2, soit la tension positive U si la température de l'eau est inférieure au second seuil, soit la tension nulle si la température de l'eau est supérieure au premier seuil. Si il y a surchauffe, le premier contact du relais est à une tension nulle, et comme le deuxième contact est aussi à une tension nulle, le relais commutera toujours une tension nulle en sortie, indépendamment de la commande de commutation sur l'entrée du relais R2 (issue de la direction assistée ou du démarrage) et le conditionneur d'air sera coupé. REVENDICATIONS l.Circuit de commande d'un conditionneur d'air d'un véhicule automobile muni d'un moteur (M), le conditionneur d'air (CA) comportant un embrayage (14) recevant une commande en tension pour le coupler ou le découpler du moteur, le véhicule étant pourvu d'autres organes (21,15,17) entraînés directement ou indirectement par le moteur, circuit de commande caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (C1, C2, P80, 18) pour détecter des conditions particulières de fonctionnement des dits autres organes et des moyens (R1, Tempo, R2, 16, 20) pour commander un découplage de l'embrayage quand ces conditions particulières sont détectées. 2.Circuit de commande d'un conditionneur d'air selon la revendication 1, le véhicule comportant un organe de démarrage (21), circuit de commande caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (C1, C2) pour détecter une phase de démarrage du véhicule automobile et des moyens (R1, Tempo, R2) pour commander le découplage de l'embrayage pendant la phase de démarrage. 3.Circuit de commande d'un conditionneur d'air selon la revendication 2, l'organe de démarrage étant muni d'une pédale d'embrayage (1) et d'une pédale d'accélération (2), caractérisé en ce que les moyens pour détecter la phase de démarrage comportent un premier contacteur (C1) et un second contacteur (C2), chaque contacteur étant monté entre une même tension positive U et une entrée de commande (6) des moyens pour commander le découplage, le premier contacteur passant d'une position fermée à une position ouverte sur commande d'un signal de détection (Actl) d'un premier événement correspondant à une position enfoncée de la pédale d'embrayage (1), le second contacteur passant d'une position fermée à une position ouverte sur commande d'un signal de détection (Act2) d'un second événement correspondant à une position enfoncée de la pédale d'accélération (2), une détection d'une phase de démarrage correspondant à une occurrence simultanée du premier et du second événement. 4.Circuit de commande d'un conditionneur d'air d'un véhicule automobile selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens pour commander le découplage de l'embrayage du conditionneur d'air en phase de démarrage du véhicule comportent - un relais (R1) pour commuter une tension positive (U) ou nulle sur un contact de sortie (3) quand il reçoit respectivement une tension nulle ou positive sur l'entrée de commande (6), - un circuit de temporisation (Tempo) dont une entrée de commande (13) est reliée au contact de sortie (3) du premier relais et qui produit une impulsion positive d'une durée déterminée (to) sur une sortie (12), quand il détecte un front positif sur son entrée de commande (13), - un second relais (R2) pour commuter une tension nulle ou positive sur un contact de sortie (7) quand il reçoit respectivement une tension positive ou nulle sur une entrée de commande (10), le contact de sortie (7) du second relais délivrant la commande en tension (com) pour coupler ou découpler l'embrayage (14) du conditionneur d'air. 5.Circuit de commande d'un conditionneur d'air selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens pour commander le découplage commandent le découplage de l'embrayage pendant une durée déterminée (to) sur réception d'une tension nulle sur leur entrée de commande (6). 6.Circuit de commande d'un conditionneur d'air selon la revendication 5, caractérisé en ce que la durée déterminée (to) est de 4 secondes. 7.Circuit de commande d'un conditionneur d'air selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier contacteur (C1) et le second contacteur (C2) sont à commande mécanique. 8.Circuit de commande d'un conditionneur d'air selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second contacteur (C2) est à commande électronique comprenant un potentiomètre (100) dont un curseur (101) est solidaire d'un mécanisme (102) dont le mouvement est commandé par la pédale d'accélération (2), ce curseur étant relié électriquement à une diode zener (103). 9.Circuit de commande d'un conditionneur d'air selon la revendication 8, caractérisé en ce que le potentiomètre (100) est alimenté par une tension positive issue d'un régulateur (106). 10.Circuit de commande d'un conditionneur d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour un véhicule muni d'un organe de direction assistée, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (P80) pour détecter le fonctionnement de la direction assistée (15) et des moyens (16) pour commander le découplage de ltembrayage du conditionneur d'air pendant ce fonctionnement. 11.Circuit de commande d'un conditionneur d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (17,18,19) pour détecter une surchauffe du moteur du véhicule automobile et des moyens (20) pour commander le découplage de l'embrayage pendant cette surchauffe.