Brevet FR2736307A1 — publié le 19970110

i L'invention part d'une installation de climati- sation pour véhicules automobiles, comprenant un compres- seur, un condenseur, un robinet détendeur et un évapora- teur qui sont parcourus dans cet ordre par un fluide fri- gorigène dans un circuit du fluide frigorigène, ainsi qu'un canal de distribution d'air menant à l'habitacle du véhicule et dans lequel peut être introduit un flux d'air, canal dans lequel est disposé l'évaporateur, le flux d'air étant commutable, au choix, sur l'amenée d'air extérieur ou sur le recyclage d'air au moyen d'un action- nement de volet à servocommande, selon la demande de bre- vet antérieure DE 44 26 339 A1, La demande antérieure précitée se rapporte à un aspect de sécurité d'installations de climatisation uti- lisant un fluide frigorigène ayant l'avantage d'être com- patible avec le respect de l'environnement, mais qui est combustible, par exemple un hydrocarbure. Avec un tel fluide frigorigène, les occupants du véhicule peuvent, en cas de fuite du circuit du fluide frigorigène, être expo- sés au risque qu'un mélange combustible d'air et de fluide frigorigène se forme dans l'habitacle et puisse être enflammé par une étincelle. Dans la demande de bre- vet antérieure, pour supprimer ce risque, il est proposé de détecter en permanence la présence éventuelle d'un hy- drocarbure dans le flux d'air envoyé à travers l'évapora- teur, au moyen d'un détecteur de gaz approprié, et de couper éventuellement le circuit du fluide frigorigène au cas o une telle présence est détectée. Le but de la présente invention est de protéger l'installation de climatisation du type générique indiqué par un autre dispositif, agissant dans le même sens, à savoir de telle sorte que s'il se produit une fuite sur le circuit du fluide frigorigène, les occupants du véhi- cule ne soient pas non plus exposés à un risque et soient avertis en temps voulu, la surveillance devant agir également quand l'installation de climatisation n'est pas enclenchée et/ou quand un flux d'air n'est pas envoyé dans l'habitacle. Selon l'invention, partant d'une installation de climatisation du type générique indiqué au début, on obtient ce résultat par le fait que, en dehors d'un cap- teur de pression monté du côté haute pression dans le circuit du fluide frigorigène, un capteur de pression supplémentaire est disposé dans la partie basse pression du circuit du fluide frigorigène, dans laquelle ce fluide est transporté à l'état de vapeur, pour détecter la pression du fluide frigorigène dans la zone de l'évaporateur, les capteurs de pression générant un signal de pression en cas d'abaissement de la pression du fluide frigorigène au-dessous d'une valeur limite minimale admissible qui est préréglable séparément pour chaque capteur de pression, signal de pression qui fait passer la commande de volet pour le flux d'air à l'amenée d'air extérieur, dans la mesure o cette commande n'a pas déjà été réglée ainsi, le capteur de pression côté haute pression étant actif lorsque l'installation de climatisation est enclenchée et le capteur de pression côté basse pression étant actif lorsque l'installation de climatisation n'est pas enclenchée. Ainsi, une fuite dans le circuit du fluide fri- gorigène peut être constatée indépendamment de l'état d'enclenchement ou d'arrêt de l'installation de climati- sation par une surveillance de la pression du circuit du fluide frigorigène. En cas d'abaissement de cette pres- sion sous une valeur minimale, l'installation de climati- sation est arrêtée et/ou le flux d'air est commuté sur l'amenée d'air extérieur dans la mesure o cela est né- cessaire. Bien entendu, en dehors de son application in- dépendante, ce dispositif de sécurité est utilisable aussi en combinaison avec le détecteur de gaz selon la demande de brevet antérieure et les modes de réalisation appropriés qui y sont mentionnés, ce qui accroît la re- dondance et la sécurité. Selon un mode de réalisation adéquat de l'in- vention, au moins le capteur de pression côté basse pres- sion est pourvu d'une caractéristique de mesure à effet différenciateur dans le temps, de telle sorte que ce cap- teur ne réagit pas à des variations de pression lentes, mais seulement à des variations de pression rapides, plus exactement à des variations dont le gradient de pression en fonction du temps est supérieur à un gradient préré- glable. De cette manière, il n'est pas tenu compte des variations de pression lentes, liées au fonctionnement, ni de petites fuites, qui ne représentent pas de risque pour les occupants. Une entrée en action inutile ou évi- table du dispositif d'avertissement peut ainsi être évi- tée. Il peut convenir en outre qu'en cas de réponse d'un des capteurs de pression, le ventilateur pour refou- ler l'air extérieur dans l'habitacle soit réglé automati- quement à son débit maximal. Les vapeurs formées ou sor- tantes sont ainsi diluées au maximum par l'air et le mé- lange vapeur/air formé est ramené au-dessous d'une concentration correspondant à son inflammabilité. Il est également avantageux que l'installation de climatisation comporte un appareil de commande dans lequel est mémorisée la courbe de tension de vapeur du fluide frigorigène employé et que l'évaporateur soit muni d'un capteur de température; ainsi, l'appareil de com- mande peut ajuster automatiquement et en permanence le seuil de réponse du capteur de pression côté basse pres- sion en fonction de la température de l'évaporateur, de manière que la valeur de pression de ce capteur corres- pondant au seuil de réponse se trouve toujours au-des- sous du point de fonctionnement instantané de la courbe de tension de vapeur de l'installation de climatisation. Une fausse alarme par suite d'un abaissement de la pression du fluide frigorigène en raison du fonctionne- ment peut ainsi être évitée; il est à noter à cet égard que la pression du fluide frigorigène baisse normalement lorsque les températures extérieures sont plus basses. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, montrant schématiquement une installation de climatisation pour véhicules automobiles. L'installation de climatisation représentée schématiquement sur le dessin comprend de façon habi- tuelle un compresseur 11, un condenseur 12, un robinet détendeur 13 et un évaporateur 14 qui sont disposés dans un circuit 15 du fluide frigorigène et sont parcourus dans l'ordre indiqué par un fluide frigorigène. Le cir- cuit 15 de ce fluide est établi par des conduites de liaison entre les composants mentionnés. L'installation de climatisation contient en outre ainsi que cela est habituel - un capteur de température 36 sur l'évapora- teur et un capteur de pression 33 du côté haute pression du circuit. L'évaporateur 14 est monté dans un canal de distribution d'air 16 et recouvre toute sa section de passage d'air. Le canal de distribution d'air 16 est connecté à la sortie d'un ventilateur 17 dont l'arrivée peut être raccordée alternativement, au moyen d'un volet de recyclage 18, à une ouverture d'air extérieur 19 et une ouverture 20 de sortie d'air de l'habitacle 21 du véhicule automobile. L'ouverture de sortie d'air 20 est ménagée dans la paroi frontale désignée par 22 de l'habitacle 21, tandis que l'ouverture d'air extérieur 19 est formée dans la paroi d'une boite à eau 34 solidaire du ventilateur 17 et communiquant avec l'air environnant à travers une grille d'admission d'air 23 dans le capot moteur 24. La référence 25 désigne un filtre à air. Le volet de recyclage 18 est actionné par un servomoteur électrique 26 et dégage alternativement l'ouverture d'air extérieur 19 pour l'aspiration d'air extérieur par le ventilateur et l'ou- verture de sortie d'air 20 pour l'aspiration d'air recy- clé à partir de l'habitacle 21. L'installation de climatisation contient ce que l'on appelle un appareil de commande de climatisation 29 qui comprend également une électronique de commande. Cet appareil permet non seulement d'enclencher et d'arrêter manuellement l'installation de climatisation; il commande également de façon automatique et autonome cette instal- lation, grâce à une certaine "intelligence" dont il est doué, en fonction de signaux de capteurs montés sur le véhicule. A l'enclenchement ou à l'arrêt de l'installa- tion de climatisation, le compresseur 11 est démarré,res- pectivement arrêté. Le circuit du fluide frigorigène uti- lise, en tant que fluide frigorigène, un hydrocarbure ayant de bonnes propriétés thermodynamiques, mais qui est combustible en combinaison avec de l'air. On peut utili- ser par exemple un mélange de propane et de butane. Cer- taines dispositions sont prises à la fois sur le circuit du fluide frigorigène et sur l'appareil de commande de climatisation afin que les occupants du véhicule ne soient pas exposés à des risques en raison de la combus- tibilité du fluide frigorigène. C'est ainsi que les sig- naux du capteur de température 36 et du capteur de pres- sion 33 prévu côté haute pression sont transmis à l'en- trée de l'appareil de commande de climatisation. Pour la mise en oeuvre de l'invention, un capteur de pression 35 supplémentaire est installé en plus sur le côté basse pression du circuit du fluide frigorigène, plus exacte- ment à proximité immédiate de l'évaporateur 14, en aval entre ce dernier et le robinet détendeur 13; la sortie de signal de ce capteur est également connectée à l'entrée de l'appareil de commande de climatisation. Ce capteur de pression est raccordé de manière qu'il soit seulement actif lorsque le véhicule est utilisé sans que l'installation de climatisation soit en service. Dans une telle situation, le capteur 35 réagit à une éventuelle chute de pression occasionnée par une fuite dans le circuit 15 du fluide frigorigène et délivre, au cas o la chute de pression est inadmissible par son ampleur ou sa rapidité, un signal électrique de détection à l'appareil de commande de climatisation 29. Sur la base des signaux de détection des capteurs et en fonction d'eux, l'appareil de commande 29 génère certains signaux d'activation, appliqués éventuellement à différentes sorties. Ces sorties sont connectées à un dispositif avertisseur optique et sonore 32, au moteur 37 du ventilateur ainsi qu'au servomoteur 26 pour le volet de recyclage 18. Les interventions de l'appareil de commande de climatisation à différents endroits de l'installation ont pour but d'empêcher que du fluide frigorigène s'échappant du circuit 15 du fluide frigorigène et susceptible de parvenir,avec le flux d'air et à travers le canal de distribution d'air 16,dans l'habitacle 21 puisse s'accumuler dans ce dernier et former avec l'air de l'habitacle un mélange inflammable représentant un risque grave pour les occupants du véhicule. A cet égard, l'appareil de commande 29 génère d'abord, sur la base du signal de détection, un signal d'activation pour le dispositif avertisseur optique et acoustique 32, lequel est ainsi enclenché et attire l'attention du conducteur sur la défectuosité dans l'installation de climatisation. L'appareil de commande 29 génère en outre un signal de positionnement pour le volet de recyclage 18, qui parvient au servomoteur 26 et maintient celui-ci en marche jusqu'à ce que le volet de recyclage 18 occupe la position représentée sur le dessin, dans laquelle l'ouverture de sortie d'air 20 de l'habitacle 21 est complètement fermée et l'entrée du ventilateur 17 communique avec l'ouverture d'air extérieur 19. En cas de fuite, il se produit donc automatiquement une commutation sur le mode air extérieur. De plus, en cas de réponse du capteur de pression 35 côté basse pression, l'appareil de commande 29 règle le ventilateur 17 automatiquement, par l'intermédiaire du moteur de ventilateur 37 commandé par lui, au débit de refoulement maximal, de sorte que les vapeurs s'échappant du circuit de fluide frigorigène sont diluées au maximum par l'air et que le mélange formé n'est pas inflammable. Il convient que le capteur de pression 35 soit pourvu d'une caractéristique de mesure à effet différen- ciateur dans le temps, de manière qu'il ne réagisse pas à des variations de pression lentes. Au lieu de cela, il réagit seulement à des variations de pression relative- ment rapides dont le gradient de pression en fonction du temps est supérieur à un gradient préréglable. De ce fait, il n'est pas tenu compte des lentes variations de pression liées au fonctionnement, ni de petites fuites, qui ne représentent pas de risque pour les occupants. Une entrée en action inutile ou évitable du dispositif aver- tisseur peut ainsi être évitée. La courbe de tension de vapeur du fluide frigo- rigène employé est mémorisée dans l'appareil de commande de climatisation 29. De plus, l'évaporateur 14 est pourvu du capteur de température 36 déjà mentionné. Par ail- leurs, le capteur de pression 35 est réalisé de manière que son seuil de réponse puisse être préréglé par télé- commande et de façon automatique et puisse également être changé à tout moment. Ainsi, le seuil de réponse du cap- teur 35 peut être réglé automatiquement et en permanence, en fonction de la température de l'évaporateur, de ma- nière que la valeur de pression correspondant à la ré- ponse ou l'entrée en action de ce capteur soit toujours inférieure au point de fonctionnement instantané de la courbe de tension de vapeur de l'installation de climati- sation. Une fausse alarme due à un abaissement de la pression du fluide frigorigène par suite du fonctionne- ment peut ainsi être évitée; à cet égard, la pression de ce fluide diminue régulièrement lorsque les températures extérieures baissent. Par contre, quand l'installation de climatisa- tion est en service, le capteur de pression 35 sur l'éva- porateur n'est pas actif. S'il se produit une fuite alors que l'installation est prête à fonctionner et si une chute de pression en est la conséquence, l'installation de climatisation est arrêtée par le signal du capteur de pression 33 qui est habituellement présent sur le côté haute pression. Les signaux de commande générés par l'ap- pareil de commande 29 pour le ventilateur 17, le volet de recyclage 18 et le dispositif avertisseur 32 sont les mêmes que dans le cas - décrit précédemment - o l'ins- tallation de climatisation n'est pas en service. REVENDICATIONS 1. Installation de climatisation pour véhicules automobiles, comprenant un compresseur, un condenseur, un robinet détendeur et un évaporateur qui sont parcourus dans cet ordre par un fluide frigorigène dans un circuit du fluide frigorigène, ainsi qu'un canal de distribution d'air menant à l'habitacle du véhicule et dans lequel peut être introduit un flux d'air, canal dans lequel est disposé l'évaporateur, le flux d'air étant commutable, au choix, sur l'amenée d'air extérieur ou sur le recyclage d'air au moyen d'un actionnement de volet à servocommande, caractérisée en ce que, en dehors d'un capteur de pression (33) monté du côté haute pression dans le circuit du fluide frigorigène, un capteur de pression supplémentaire (35) est disposé dans la partie basse pression du circuit du fluide frigorigène (15), dans laquelle ce fluide est transporté à l'état de vapeur, pour détecter la pression du fluide frigorigène dans la zone de l'évaporateur (14), les capteurs de pression (33, 35) générant un signal de pression en cas d'abaissement de la pression du fluide frigorigène au-dessous d'une valeur limite minimale admissible qui est préréglable séparément pour chaque capteur de pression, signal de pression qui fait passer la commande de volet pour le flux d'air à l'amenée d'air extérieur, dans la mesure o cette commande n'a pas déjà été réglée ainsi, le capteur de pression (33) côté haute pression étant actif lorsque l'installation de climatisation est enclenchée et le capteur de pression (35) côté basse pression étant actif lorsque l'installation de climatisation n'est pas enclenchée. 2. Installation de climatisation selon la revendi- cation 1, caractérisée en ce que le capteur de pression (35) côté basse pression au moins est pourvu d'une caractéristique de mesure à effet différenciateur dans le temps, de telle sorte que ce capteur ne réagit pas à des variations de pression lentes, mais seulement à des variations de pression rapides, plus exactement à des va- riations dont le gradient de pression en fonction du temps est supérieur à un gradient préréglable. 3. Installation de climatisation selon la re- vendication 1, caractérisée en ce que, en cas de réponse des capteurs de pression (33, 35), le ventilateur (17) pour le refoulement d'air extérieur est réglable automa- tiquement à son débit maximal. 4. Installation de climatisation selon la re- vendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un ap- pareil de commande de climatisation (29) dans lequel est mémorisée la courbe de tension de vapeur du fluide frigo- rigène employé et un capteur de température (36) prévu sur l'évaporateur (14) et que le seuil de réponse préré- glable du capteur de pression (35) côté basse pression est continûment ajustable automatiquement par l'appareil de commande de climatisation (29), en fonction de la tem- pérature de l'évaporateur, de manière que la valeur de pression de ce capteur (35) correspondant au seuil de ré- ponse se trouve toujours au-dessous du point de fonction- nement instantané de la courbe de tension de vapeur de l'installation de climatisation.