Brevet FR2762551A1 — publié le 19981030

L'invention concerne un procédé pour la mise en oeuvre d'une installation de climatisation de véhicule automobile, comprenant un circuit du fluide frigorigène avec un compresseur et un évaporateur, selon lequel un arrêt de sécurité du compresseur pour remplissage insuf- fisant est prévu sous la condition nécessaire que la pression du fluide frigorigène sur le côté haute pression du circuit du fluide frigorigène descende au-dessous d'une limite pouvant être préfixée, en particulier au- dessous d'un seuil d'arrêt de la pression du fluide fri- gorigène. Dans un procédé de ce type utilisé dans des vé- hicules automobiles fabriqués par la demanderesse, l'ar- rêt de sécurité pour remplissage insuffisant, en fluide frigorigène, consiste en un arrêt automatique du compres- seur mis en marche lorsque la pression du fluide frigori- gène descend au-dessous d'un seuil d'arrêt, pouvant être préfixé, qui est par exemple de 1,75 bar, la remise en marche du compresseur étant seulement autorisée de nou- veau lorsque la pression du fluide frigorigène dépasse un seuil plus élevé de mise en marche, qui est par exemple de 2,25 bars. Parallèlement à cela, on a prévu un arrêt de sécurité du compresseur pour givrage, qui consiste en un arrêt automatique du compresseur lorsque la tempéra- ture de l'évaporateur descend au-dessous d'un seuil d'ar- rêt, pouvant être préfixé, qui est par exemple de 1 C, une remise en marche du compresseur étant seulement auto- risée de nouveau lorsque la température de l'évaporateur dépasse un seuil supérieur de mise en marche, qui est par exemple de 3 C. Les deux fonctions d'arrêt de sécurité empêchent des endommagements de l'installation de clima- tisation, en particulier du compresseur, si la quantité de fluide frigorigène dans le circuit de fluide frigori- gène est trop faible ou par suite du givrage de l'évapo- rateur. Une méthode de pilotage courante pour le com- presseur est ce qu'on appelle le mode réchauffage, dans lequel le flux d'air insufflé dans l'habitacle du véhi- cule est séché par refroidissement sur l'évaporateur et échauffement consécutif sur un radiateur approprié de l'installation de climatisation. Cette mesure est notam- ment opportune aussi lorsque les températures extérieures sont basses et par temps humide, afin d'empêcher la for- mation de buée sur les vitres du véhicule. Une tendance accrue à la formation de buée sur les vitres existe lors d'un redémarrage du fonctionnement de l'installation de climatisation après un court arrêt. En effet, après l'ar- rêt de l'installation de climatisation, par exemple à l'arrêt du véhicule, l'évaporateur, logé habituellement dans une boîte de climatiseur, est humide à sa surface et l'air se trouvant dans la boîte de climatiseur s'échauffe en raison de l'environnement plus chaud de la boite, constitué par le compartiment moteur par exemple, et ab- sorbe de ce fait de la vapeur d'eau provenant de la sur- face de l'évaporateur. Si l'installation de climatisation est remise en marche peu de temps après, cet air humidi- fié pénètre dans l'habitacle du véhicule avec le résultat que, sous certaines conditions, la vapeur d'eau absorbée par lui se condense sur les vitrages. Des procédés de mise en oeuvre d'une installa- tion de climatisation d'automobile dans lesquels, dans le cadre du mode réchauffage, des mesures particulières sont prises contre cette tendance à la formation de buée sur les vitres - consistant par exemple en une activation retardée du ventilateur par rapport à l'activation du compresseur au redémarrage de l'installation de climati- sation - sont décrits dans le brevet DE 195 12 356 Cl et la documentation qui y est citée. Cependant, en raison de l'arrêt de sécurité habituellement prévu pour givrage, le compresseur n'est généralement plus activé à des tempéra- tures extérieures au-dessous d'environ 0 C, de sorte que la tendance à la formation de buée sur les vitres ne peut plus être contrée. En outre, avec le procédé de mise en oeuvre mentionné plus haut, comportant l'arrêt de sécu- rité conventionnel pour remplissage insuffisant, une ac- tivation du compresseur n'a pas lieu en d'autres situa- tions particulières de fonctionnement, bien qu'une ten- dance à la formation de buée sur les vitres existe. En effet, comme la pression du fluide frigorigène dépend aussi des conditions de température, une pression de ce fluide égale ou légèrement supérieure au seuil coordonné d'arrêt ou de mise en marche correspond encore, à une température extérieure plus basse, d'environ - 2 C par exemple, à une quantité de remplissage normale, suffi- sante, en fluide frigorigène, tandis que, à des tempéra- tures extérieures plus élevées, dépassant 0 C par exemple, une telle pression du fluide frigorigène corres- pond à une trop faible quantité de remplissage, c'est-à- dire à une insuffisance de fluide frigorigène. Par consé- quent, au cas o le véhicule est arrêté à une température extérieure dépassant de peu 0 C alors que l'installation de climatisation était dans le mode refroidissement avec le compresseur activé, lors d'un redémarrage consécutif, le compresseur n'est pas mis en marche, en raison de l'arrêt de sécurité pour remplissage insuffisant, si la température extérieure a baissé entretemps, bien qu'une tendance à la formation de buée sur les vitres existe de ce fait. Le problème technique à la base de l'invention est donc la mise à disposition d'un procédé, du type men- tionné au début, par lequel la tendance à la formation de buée sur les vitres puisse être contrée de manière rela- tivement sûre, malgré l'incorporation d'une fonction d'arrêt de sécurité pour insuffisance de remplissage en fluide frigorigène. L'invention résout ce problème par la mise à disposition d'un procédé, du type indiqué au début, qui est caractérisé en ce que l'arrêt de sécurité pour rem- plissage insuffisant est supprimé tant que la température d'un fluide de refroidissement du moteur du véhicule, fluide qui est utilisé pour échauffer un flux d'air pou- vant être insufflé par l'installation de climatisation dans l'habitâcle du véhicule, est inférieure à un seuil d'arrêt de la température de ce fluide de refroidissement et la température de l'évaporateur est supérieure à un premier seuil d'arrêt de la température de l'évaporateur, pouvant être préfixé. Selon ce procédé, l'arrêt de sécurité pour in- suffisance de remplissage en fluide frigorigène est sup- primé dans la situation particulière o la température du fluide de refroidissement du moteur du véhicule est infé- rieure à un seuil d'arrêt, pouvant être préfixé, de la température du fluide de refroidissement et la tempéra- ture de l'évaporateur est supérieure à un premier seuil d'arrêt, pouvant être préfixé, de la température de l'évaporateur. Par cette mesure, une activation du com- presseur, au redémarrage du véhicule, reste assurée éga- lement dans la situation particulière, indiquée plus haut, o le véhicule a été arrêté à une température exté- rieure plus élevée, dépassant par exemple de peu 0 C, alors que le compresseur était en service, et la tempéra- ture extérieure est descendue entretemps. La fonction d'arrêt de sécurité pour remplissage insuffisant est alors supprimée tant que, d'une part, la température de l'évaporateur se trouve encore au-dessus du premier seuil d'arrêt, fixé par exemple à environ -2 C, de la tempéra- ture de l'évaporateur, d'autre part, la température du fluide de refroidissement du moteur n'a pas encore at- teint le seuil d'arrêt qui lui est coordonné. La mise en marche automatique du compresseur, pour empêcher la ten- dance à la formation de buée sur les vitres - mise en marche qui peut être déclenchée selon l'un quelconque des procédés conventionnels - n'est, de ce fait, pas non plus perturbée, dans cette situation, par l'arrêt de sécurité incorporé pour insuffisance de remplissage en fluide fri- gorigène. Si la température de l'évaporateur descend au- dessous du premier seuil d'arrêt de cette température, l'arrêt du compresseur peut en revanche être déclenché, de sorte que des endommagements par suite de phénomènes de givrage sur l'évaporateur sont empêchés. Un arrêt du compresseur peut s'effectuer aussi, par exemple, en rai- son d'un arrêt de sécurité pour insuffisance de remplis- sage, qui est alors autorisé de nouveau, lorsque la tem- pérature du fluide de refroidissement du moteur a atteint ou dépassé son seuil d'arrêt. Comme le fluide de refroi- dissement du moteur est utilisé pour échauffer le flux d'air pouvant être insufflé dans l'habitacle du véhicule, ce fluide, amené à sa température de seuil, est capable d'échauffer ainsi le flux d'air suffisamment pour que de l'air chaud soit soufflé sur les vitrages du véhicule et que, de ce fait, même sans séchage d'air par le mode ré- chauffage, il ne seproduiseplus de formation de buée sur les vitres, le seuil d'arrêt du fluide de refroidissement étant préfixé de manière appropriée dans ce but. Un développement du procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'un arrêt de sécurité du compres- seur pour givrage est prévu sous la condition nécessaire que la température de l'évaporateur descende au-dessous d'un second seuil d'arrêt de la température de l'évapora- teur, pouvant être préfixé, qui est supérieur au premier seuil d'arrêt de la température de l'évaporateur. Par ce développement, le procédé comprend en plus une fonction d'arrêt de sécurité pour givrage, par laquelle le compresseur est automatiquement arrêté, ou une mise en marche n'est pas effectuée, lorsque la tempé- rature de l'évaporateur est inférieure à un second seuil d'arrêt de la température de l'évaporateur, qui est supé- rieur au premier seuil d'arrêt de la température de l'évaporateur et fixé à environ 1 C par exemple. Un exemple de réalisation avantageux de l'in- vention est illustré par le dessin et sera décrit ci- après. La figure unique est un organigramme de la par- tie se rapportant à des opérations automatiques d'arrêt du compresseur d'un procédé pour la mise en oeuvre d'une installation de climatisation d'une automobile. L'organigramme montré par la figure illustre la partie essentielle à l'invention d'un procédé pour la mise en oeuvre d'une installation de climatisation de vé- hicule automobile, qui est construite d'une manière habi- tuelle et comprend notamment un circuit de fluide frigo- rigène avec un compresseur et un évaporateur. Le compres- seur aspire le fluide frigorigène sur le côté basse pres- sion de ce circuit et le comprime. Sur le côté haute pression qui y fait suite, la pression du fluide frigori- gène est détectée par un capteur conventionnel pour la haute pression de ce fluide. On a prévu en outre un cap- teur mesurant la température de l'évaporateur. L'instal- lation de climatisation comprend en plus, de manière conventionnelle, un radiateur par lequel le flux d'air insufflé dans l'habitacle du véhicule peut au besoin être échauffé dans le mode réchauffage et dans le mode chauf- fage pur de l'installation de climatisation. La chaleur nécessaire à cet effet est fournie par l'eau de refroi- dissement du moteur du véhicule, laquelle s'écoule à tra- vers ce radiateur, conçu comme un élément de transmission de chaleur. La température de l'eau de refroidissement du moteur est mesurée par un capteur approprié. Le procédé de mise en oeuvre de l'installation de climatisation, appliqué par un appareil de commande conçu en conséquence, comprend, outre les fonctions habi- tuelles pour une installation de climatisation, l'activa- tion automatique de cette installation en mode réchauf- fage dans des situations o les vitrages du véhicule ris- quent de se couvrir de buée, en particulier dans les cas o le mode réchauffage ou le mode de refroidissement pur de l'installation de climatisation est réactivé après un arrêt d'une durée relativement courte seulement. Sont in- tégrés en plus, dans le procédé, les arrêts de sécurité du compresseur qui sont en eux-mêmes connus, pour le gi- vrage et l'insuffisance de remplissage, lorsque la tempé- rature de l'évaporateur est trop basse ou lorsque la pression du fluide frigorigène sur le côté haute pression est trop basse, l'intégration étant réalisée, comme indi- qué par l'organigramme, de manière que ces arrêts n'af- fectent pas les mesures s'opposant à la tendance à la formation de buée sur les vitres. Dans ce but, on a incorporé, dans l'appareil de commande de l'installation de climatisation, la logique d'arrêt du compresseur illustrée par la figure. A la suite d'un pas de départ 10 au moment d'une demande d'ac- tivation du compresseur, il est vérifié en permanence, dans un pas d'interrogation 11, d'une part si la tempéra- ture Té de l'évaporateur est supérieure à un seuil d'ar- rêt Tél de cette température, d'autre part, si la tempé- rature Ter de l'eau de refroidissement du moteur est in- férieure à un seuil d'arrêt Terl de cette température. Dans l'affirmative, c'est-à-dire tant que ces deux condi- tions sont satisfaites, la fonction d'arrêt de sécurité du compresseur ne devient pas active; en d'autres termes, si un ordre d'activation du compresseur est appliqué, cet ordre est exécuté et, si le compresseur a déjà été activé entretemps, un arrêt forcé de celui-ci n'aura pas lieu. Le premier seuil d'arrêt Tél de la température de l'éva- porateur peut être fixé à -2 C par exemple ou, suivant l'application, à une autre valeur de température relati- vement basse. Le seuil d'arrêt Terl de la température de l'eau de refroidissement peut être fixé à 60 C ou, selon les besoins, à une autre valeur de température de cet ordre de grandeur. Les deux seuils d'arrêt Tél et Terl sont à fixer en particulier en fonction du critère qu'un givrage de l'évaporateur soit évité dans le laps de temps relativement court nécessaire à l'eau de refroidissement du moteur pour dépasser son seuil d'arrêt lors d'un redé- marrage du véhicule à la suite d'un arrêt du moteur, ou qu'un tel givrage se produise tout au plus dans une me- sure non nuisible. Le seuil d'arrêt Terl de la tempéra- ture de l'eau de refroidissement est choisi de manière que l'eau de refroidissement du moteur, lorsque sa tempé- rature Ter a atteint ce seuil Terl, soit capable de suf- fisamment échauffer le flux d'air insufflé par l'instal- lation de climatisation dans l'habitacle du véhicule pour que les vitrages de celui-ci, sur lesquels est soufflé ce flux d'air chaud, ne se couvrent plus de buée puisque, dès lors, il n'y a plus d'abaissement sous le point de rosée. Cette mesure signifie donc en particulier qu'un arrêt ou une non-mise en marche du compresseur, au cas o le critère d'arrêt pour insuffisance de remplissage est satisfait, est supprimé tant que sont remplies les deux conditions qui autorisent d'une part un fonctionnement de courte durée du compresseur sans endommagement par des givrages de l'évaporateur et caractérisent d'autre part une situation dans laquelle la formation éventuelle de buée sur les vitres du véhicule ne peut pas encore être empêchée par le seul échauffement suffisant du flux d'air insufflé dans l'habitacle. Si au moins l'une de ces deux conditions n'est plus remplie, c'est-à-dire si la température Té de l'éva- porateur atteint son premier seuil Tél ou descend au-des- sous de celui-ci, ou si la température Ter de l'eau de refroidissement atteint son seuil d'arrêt Terl ou dépasse celui-ci, il est vérifié, dans un pas d'interrogation 12 suivant, si la température Té de l'évaporateur est des- cendue au-dessous d'un second seuil Té2 de cette tempéra- ture ou si la pression du fluide frigorigène côté haute pression pf est inférieure à un seuil Pfl de cette pression. Ces deux conditions réalisent les critères conventionnels d'arrêt de sécurité du compresseur pour le givrage et l'insuffisance de remplissage. Le second seuil d'arrêt Té2 de la température de l'évaporateur est choisi supérieur au premier seuil de cette température et fixé par exemple à 1 C ou une valeur de température analogue de cet ordre de grandeur. Pour l'autorisation de la re- mise en marche après arrêt du compresseur, on a prévu l'hystérésis conventionnelle en ce sens qu'une remise en marche après arrêt du compresseur est seulement autorisée de nouveau lorsque la température Té de l'évaporateur a dépassé un seuil de mise en marche de la température de l'évaporateur, qui est supérieur au second seuil Té2 de cette température et fixé à 3 C par exemple. De façon analogue, le seuil d'arrêt Pfl de la pression du fluide frigorigène peut être fixé par exemple à 1,75 bar ou une autre valeur convenant pour l'application donnée, tandis qu'une remise en marche du compresseur est autorisée seu- lement lorsque la pression pf du fluide frigorigène a dé- passé un seuil de mise en marche de cette pression, le- quel est supérieur audit seuil d'arrêt et fixé par exemple à 2,25 bars. Lorsqu'aucun des deux critères d'arrêt de sécu- rité interrogés au pas 12 n'est satisfait, il n'y a pas d'arrêt forcé du compresseur, si celui-ci a été mis en marche, et l'ordre d'activation du compresseur généré au cas o il a été arrêté, conduit, quand les conditions d'hystérésis mentionnées plus haut pour la mise en marche sont remplies, à la réactivation du compresseur. En revanche, si la température Té de l'évapora- teur descend au-dessous du second seuil d'arrêt Té2 de cette température, un arrêt forcé du compresseur a lieu, si celui-ci est en marche, comme mesure de sécurité contre le givrage de l'évaporateur et les endommagements qui pourraient en résulter (pas 13). Un arrêt forcé du compresseur mis en marche s'effectue de la même manière comme protection contre une insuffisance de remplissage en fluide frigorigène du circuit pour ce fluide lorsque le critère s'y rapportant est satisfait, c'est-àdire lorsque la pression pf du fluide frigorigène côté haute pression descend au-dessous de son seuil d'arrêt Pfl pré- fixé. A la différence avec l'arrêt forcé classique et in- conditionnel du compresseur, il s'agit ici de mesures conditionnelles d'arrêt de sécurité qui, conformément à l'invention, sont liées à la réponse affirmative donc au fait que les conditions interrogées dans le pas initial d'interrogation 11 sont satisfaites. Ainsi, le procédé selon l'invention empêche en particulier que le compresseur ne soit plus remis en marche au cas o le véhicule a été arrêté à une tempéra- ture extérieure dépassant de peu 0 C, alors que l'ins- tallation de climatisation et surtout le compresseur étaient en service, et, au moment du redémarrage consécu- tif du véhicule, la température extérieure s'est abaissée entretemps, si bien qu'il y a d'une part tendance à la formation de buée sur les vitres et que, d'autre part, la pression pf du fluide frigorigène côté haute pression n'est pas au-dessus du seuil de mise en marche de cette pression. Par ailleurs, la remise en marche du compres- seur, s'il a été arrêté de façon forcée, est au plus tard autorisée de nouveau lorsque la température Té de l'éva- porateur et la pression pf du fluide frigorigène côté haute pression ont atteint ou dépassé leurs seuils res- pectifs de mise en marche. Le procédé qui vient d'être expliqué par un exemple, convient à la fois pour des installations de climatisation comportant un compresseur avec embrayage et pour des installations comportant un compresseur à régu- lation continue externe de la puissance, éventuellement sans embrayage. Le compresseur muni d'un embrayage peut être ramené à zéro pour-cent de puissance, donc arrêté, par la désexcitation d'un embrayage électromagnétique, employé typiquement. Dans le cas du compresseur dont la puissance est régulée de façon continue de l'extérieur, la puissance est réduite par l'intermédiaire d'un organe de réglage interne, tel qu'une soupape de régulation de la pression d'aspiration. Il va de soi que les valeurs concrètes de pres- sion et de température indiquées pour l'exemple décrit de mise en oeuvre du procédé, en particulier en ce qui concerne les différents seuils, seront variées selon le véhicule et l'environnement de celui-ci pour que l'ins- tallation de climatisation concernée puisse être mise en oeuvre, conformément à l'invention, en remplissant les fonctions nécessaires décrites. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la mise en oeuvre d'une instal- lation de climatisation de véhicule automobile, compre- nant un circuit du fluide frigorigène avec un compresseur et un évaporateur, selon lequel un arrêt de sécurité du compresseur pour remplissage insuffisant est prévu sous la condition nécessaire que la pression du fluide frigo- rigène (pf) sur le côté haute pression du circuit du fluide frigorigène descende au-dessous d'un seuil d'arrêt (Pfl) de la pression du fluide frigorigène, pouvant être préfixé, caractérise en ce que l'arrêt de sécurité pour remplissage insuffisant est supprimé tant que la tempéra- ture (Ter) d'un fluide de refroidissement du moteur du véhicule, fluide qui est utilisé pour échauffer un flux d'air pouvant être insufflé par l'installation de clima- tisation dans l'habitâcle du véhicule, est inférieure à un seuil d'arrêt (Terl) de la température de ce fluide de refroidissement et la température (Té) de l'évaporateur est supérieure à un premier seuil d'arrêt (Tél) de la température de l'évaporateur, pouvant être préfixé. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'un arrêt de sécurité du compresseur pour givrage est prévu sous la condition nécessaire que la température (Té) de l'évaporateur descende au-dessous d'un second seuil d'arrêt (Té2) de la température de l'évaporateur, pouvant être préfixé, qui est supérieur au premier seuil d'arrêt (Tél) de la température de l'évapo- rateur.