Brevet FR2771681A1 — publié le 19990604

COMMANDE D'UN SYSTEME DE CLIMATISATION La présente invention est relative à un dispositif de commande d'un système de climatisation d'un véhicule automobile à moteur à combustion interne, ce moteur comprenant une tubulure d'admission de gaz qui comporte des moyens de régulation du flux de gaz permettant de réguler la charge moteur de sorte que, dans la tubulure d'admission, est établie une dépression, qui varie entre une valeur forte et une valeur faible, notamment en fonction du régime moteur et de la position du papillon de gaz. Des systèmes de climatisation de l'habitacle des véhicules automobiles sont depuis longtemps couramment utilisés à bord des véhicules dont le moteur à combustion interne est de forte puissance. Cependant, il est de plus en plus fréquemment demandé que même les véhicules dont le moteur développe un faible couple à bas régime soient équipés d'un système de climatisation. Toutefois, l'énergie nécessaire au fonctionnement des systèmes de climatisation est fournie par les moteurs des véhicules automobiles. Lorsque les moteurs sont de faible puissance, l'énergie prélevée est trop importante par rapport au couple moteur développé. Aussi, à bord de tels véhicules, lorsque l'utilisateur a commandé la mise en marche du système de climatisation, on constate des défauts de roulage ainsi que d'autres inconvénients tels qu'une consommation en essence trop élevée. Ces défauts sont d'autant plus exacerbés pendant les phases d'accélération du véhicule automobile puisque le moteur ne peut pas alors fournir toute la puissance demandée par l'utilisateur pour accélérer, une grande partie de cette puissance étant prélevée par le système de climatisation. L'invention a pour but de résoudre les inconvénients mentionnés ci-dessus en proposant un dispositif de commande d'un système de climatisation permettant de gérer le fonctionnement dudit système en fonction des phases d'accé lération ou de décélération du véhicule automobile. A cet effet, selon l'invention, un dispositif de commande d'un système de climatisation du type précité, est essentiellement caractérisé en ce que le dispositif comprend des moyens pneumatiques reliés à la tubulure d'admission du moteur en aval des moyens de régulation du flux et qui commandent respectivement la mise en service et l'arrêt d'au moins un organe commandé du système de climatisation et/ou l'activation d'un ouvreur papillon lorsque la dépression dans la tubulure d'admission est au-dessus ou au-dessous d'une valeur de seuil prédéterminée comprise entre lesdites valeurs forte et faible. Ainsi, le dispositif de commande selon la présente invention permet d'arrêter la climatisation du véhicule lorsque celui-ci est principalement en phase d'accélération et de mettre en route cette climatisation lorsque le véhicule est principalement en phase de décélération ou de phase stabilisée. Le dispositif de commande suivant 1 invention peut éventuellement comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - les moyens pneumatiques comportent un contacteur, une dépression respectivement supérieure et inférieure à ladite valeur de seuil commandant la fermeture et l'ouverture du contacteur - le contacteur comprend une première et une deuxième chambres hermétiques séparées par une membrane souple, la première chambre étant placée à la pression ambiante et la deuxième chambre étant reliée à la tubulure d'admission d'air, la membrane souple portant un premier toucheau placé en regard d'un deuxième toucheau implanté dans la deuxième chambre, le contacteur comportant un ressort sollicitant la membrane souple à l'encontre de la dépression, la mise en contact des deux toucheaux provoquant la fermeture du contacteur - le ressort est de compression, est logé dans la deuxième chambre du contacteur et est taré pour être comprimé par la dépression lorsque la dépression est supérieure à ladite valeur de seuil prédéterminée - le dispositif comporte des moyens retardateurs destinés à retarder la fermeture du contacteur - les moyens retardateurs comprennent une vanne retardatrice et une capacité destinées à retarder l'augmentation de la dépression dans la deuxième chambre du contacteur - les moyens de régulation du flux de gaz comprenant un papillon de gaz sollicité à l'ouverture lorsque le moteur est au ralenti par un ouvreur papillon commandé par une électrovanne, l'activation d'un interrupteur général de marche/arrêt du système de climatisation combinée à la fermeture du contacteur commande l'ouverture de ltelectro- vanne afin d'établir, au ralenti, un certain angle d'ouverture du papillon de gaz de façon à compenser le régime ralenti pour l'adapter au fonctionnement du système de climatisation - l'ouvreur papillon comprend des moyens de réglage dudit angle d'ouverture du papillon, lorsque le moteur est au ralenti ; et - les organes commandés par le contacteur en fonction des phases de fonctionnement du moteur comprennent un compresseur et au moins un motoventilateur. La présente invention a en outre pour objet un ensemble comprenant un contacteur, une vanne retardatrice et une capacité tels que définis ci-dessus, cet ensemble étant destiné à être implante à bord d'un véhicule automobile à moteur à combustion interne. Un exemple de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en regard des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique du dispositif de commande d'un système de climatisation selon la présente invention ; et - la figure 2 est un diagramme de fonctionnement d'un système de climatisation commandé par le dispositif selon la figure 1, en fonction du régime moteur et de la position du papillon des gaz du véhicule automobile à bord duquel il est installé. Seuls les éléments constitutifs principaux d'un système de climatisation 1 ont été représentés à la figure 1. Ce système 1 comporte, de manière connue en soi, un compresseur de climatisation 2 équipé d'un relais de compresseur 3 et un motoventilateur 4 équipé d'un relais 5. Les relais 3 et 5 sont montés en parallèle. Les éléments de ce système de climatisation sont des organes dont le fonctionnement est commandé par un interrupteur général de marche/arrêt 36. Par ailleurs, l'énergie nécessaire au fonctionnement du système de climatisation 1 est fournie par un moteur à combustion interne (non représenté dans son ensemble) qui comprend une tubulure d'admission de gaz 6 dans laquelle sont placés des moyens de régulation 7 du flux de gaz, consistant par exemple en un papillon de carburateur. L'ouverture et la fermeture du papillon de carburateur 7 sont commandées par un ouvreur papillon 8, cet ouvreur 8 étant relié au papillon 7 par un embiellage 9, en parallèle à une commande classique du papillon 7 par un câble relié à la pédale d'accélérateur du véhicule. Par ailleurs, cet ouvreur papillon 8 est relié par un conduit 11 à une électrovanne 10, qui est elle-même pneumatiquement reliée à la tubulure d'admission de gaz 6, en aval du papillon 7, par un conduit 12. Cette électrovanne 10 est par ailleurs électriquement reliée à l'interrupteur général 36, en parallèle du relais 3 du compresseur 2 et du relais 5 du motoventilateur 4. L'ouvreur papillon 8 est constitué d'une première chambre 13 et d'une deuxième chambre 14 séparées par une membrane souple 15. La première chambre 13 est placée à la pression atmosphérique ambiante et est traversée par une partie de l'embiellage 9 pour que celui-ci soit solidaire de la membrane souple 15. Cette membrane est par ailleurs sollicitée par un ressort de compression 16 logé dans la deuxième chambre 14 pour s'opposer à la pression régnant dans cette chambre 14. La course de compression du ressort 16 est limitée par une vis de réglage 17 portée par la deuxième chambre 14. Le dispositif de commande 20 du système de climatisation 1 selon la présente invention comprend un contacteur 21, par exemple pneumatique, relié par un conduit 24 à une capacité 22 qui est elle-meme reliée par un conduit 25 à une vanne retardatrice 23. Cette vanne 23 est reliée au conduit 12, en parallèle de l'électrovanne 10. Le contacteur pneumatique 21 est électriquement relié à l'électrovanne 10, au compresseur de climatisation 2 ainsi qu'au relais 5 du motoventilateur 4. Ce contacteur est constitué d'une première chambre 26 placée à la pression atmosphérique ambiante, d'une deuxième chambre 27 reliée au conduit 24, et d'une membrane souple 28 séparant hermétiquement lesdites première et deuxième chambres. La membrane souple 28 porte un premier toucheau ou plot 29 qui est placé en regard d'un deuxième toucheau 30 implanté dans la deuxième chambre 27. Ces deux toucheaux 29 et 30 sont sollicités en écartement par un ressort de compression 31 logé dans la deuxième chambre 27. Les toucheaux sont faits de telle façon que le contacteur est fermé lorsque les toucheaux sont en contact et que le contacteur est ouvert lorsque les toucheaux sont écartés. La vanne retardatrice 23 est constituée, d'une manière connue en soi, d'une chambre dont le volume est divisé en deux parties par une cloison 33 percée de trous 34 limitant le passage des gaz de l'une à l'autre des deux parties du volume de la vanne 23. Certains des trous 34 sont équipés de moyens de fermeture 35 pour obstruer lesdits trous et limiter le passage du gaz de l'une à l'autre des deux parties du volume et ainsi freiner l'équilibrage des pressions dans chacune de ces deux parties. Le fonctionnement du dispositif de commande 20 selon la présente invention va maintenant être expliqué en regard de la figure 1 et de la figure 2 sur laquelle a été représenté un exemple d'un cycle de fonctionnement d'un véhicule à bord duquel le système de climatisation 1, commandé par le dispositif 20, a été installé. Lorsque le moteur du véhicule automobile est au ralenti, c'est-à-dire lorsque le véhicule automobile est à l'arrêt ou lorsque sa vitesse est faible, le papillon 7 du carburateur est fermé. Une forte dépression règne alors dans la tubulure d'admission de gaz 6, elle est sensiblement de l'ordre de 400 à 600 mbars environ. Cette dépression se propage dans le conduit 12 jusqu'à la vanne retardatrice 23 et l'électrovanne 10, dans les conduits 24 et 25 pour atteindre la capacité 22 et la deuxième chambre 27 du contacteur pneumatique 21. Le ressort de compression étant taré pour se comprimer à une valeur inférieure de la dépression, le premier toucheau 29 vient en contact du deuxième toucheau 30. Le contacteur pneumatique 21 passe en position fermée. Deux éventualités se présentent alors. Dans une première hypothèse, le passager du véhicule automobile ne désire pas mettre en fonctionnement le système de climatisation 1. Pour cela, l'interrupteur général 36 est ouvert, ce qui annihile la mise en route du compresseur de climatisation 2 et du motoventilateur 4 d'une part, et l'activation de l'électrovanne 10 d'autre part. Celle-ci étant fermée, la forte dépression ne peut donc pas s'établir dans le conduit 11 et la première chambre 14 de l'ouvreur papillon 8. Le papillon 7 du carburateur reste alors fermé et le moteur du véhicule automobile est maintenu au régime ralenti avec une ouverture papillon correspondant au besoin moteur sans air conditionné. Dans une deuxième hypothèse, le passager du véhicule automobile désire faire fonctionner le système de climatisation 1. Pour cela il ferme l'interrupteur général 36. Le contacteur pneumatique 21 étant déjà fermé, il commande la mise en route du compresseur de climatisation 2 et du motoventilateur 4 ainsi que l'ouverture de l'électrovanne 10. La forte dépression s'établit alors dans le conduit 11 ainsi que dans la première chambre 14 de l'ouvreur papillon 8. Le ressort de compression 16 de cet ouvreur 8 est alors comprimé sous l'action de la dépression jusqu'à venir en butée contre la vis de réglage 17. La membrane 15 actionne l'embiellage 9, ce qui entrebâille le papillon 7 du carburateur. Le papillon des gaz est alors entrouvert, ce qui permet de fournir une puissance suffisante au bon fonctionnement du système de climatisation 1. La vis de réglage 17 peut donc être comparée à un réglage du ralenti moteur lorsque le système de climatisation 1 fonctionne. Cette deuxième hypothèse correspond à la phase (a) du diagramme représenté à la figure 2. Lorsque l'utilisateur désire augmenter la vitesse du véhicule, il accélère et le régime moteur augmente. Ce mode de fonctionnement correspond à la phase (b) du diagramme. Lorsque l'on ouvre le papillon des gaz, la charge moteur augmente, la dépression dans la tubulure d'admission de gaz 6 diminue pour atteindre une valeur de l'ordre de 100 mbars et d'autant plus vite que le régime est bas. Cette chute de la dépression est alors instantanément transmise, par l'intermédiaire des conduits 12, 24 et 25, à la vanne à retardement 23 et à la capacité 22 pour atteindre la deuxième chambre 27 du contacteur électromagnétique 21. Il est à noter que la vanne à retardement 23 ne provoque aucun retard dans l'équilibrage des pressions lorsque la dépression diminue. La valeur de la dépression qui règne alors dans la deuxième chambre 27 du contacteur pneumatique 21 est alors inférieure à la valeur de la dépression pour laquelle le ressort de compression 31 est comprimé. Ce ressort écarte par conséquent le premier toucheau 29 du deuxième toucheau 30 et le contacteur pneumatique 21 est alors ouvert. Cette ouverture du contacteur pneumatique 21 commande l'arrêt du compresseur de climatisation 2 et du motoventilateur 4 ainsi que la fermeture de l'électrovanne 10 et donc annihile l'effet de l'ouvreur 8. Le système de climatisation 1, alors à l'arrêt, ne prélève aucune puissance sur le moteur qui peut alors développer toute la puissance nécessaire à l'accélération du véhicule. Lorsque l'utilisateur considère qu'il a atteint une vitesse de croisière suffisante, il décélère légèrement pour stabiliser le régime moteur, ce qui correspond à la phase (c) du diagramme. La dépression dans la tubulure d'admission de gaz 7 augmente à nouveau pour atteindre une valeur forte. Cette dépression forte est transmise à la vanne à retardement 23 par le conduit 12. Cette vanne se comporte alors comme une diode. Elle retarde l'écoulement des gaz depuis la deuxième chambre 27 du contacteur 21 et de la capacité 22 vers la tubulure d'admission 6. L'établissement de la forte dépression dans la deuxième chambre 27 du contacteur 21 est donc retardé d'une certaine durée tl. Cette durée tl, par exemple de l'ordre de quelques secondes, est suffisante pour effectuer un passage de vitesse ou une brève décélération ou une phase de stabilisé sans réenclencher le système de climatisation, et comme indiqué par le palier A durant la phase (b) de la figure 2. Les deux toucheaux 29 et 30 sont donc mis en contact avec le retard tl. Le contacteur pneumatique 21, maintenant fermé, commande la mise en marche du compresseur 2 et du motoventilateur 4 et l'ouverture de l'électrovanne 10. Si une phase d'accélération a lieu pendant le retard tl, l'électrovanne 10 est fermée de sorte que l'ouvreur papillon 8 n'agit plus sur l'angle de fermeture du papillon 7. Ceci permet une économie de carburant en autorisant la fermeture du papillon 7 en position de fermeture maximum et un accroissement du frein moteur. Le système de climatisation 1 fonctionne alors sans gêner la marche du véhicule puisqu'une partie de la puissance qui peut être développée par le moteur est prélevée à un moment où toute la puissance moteur n'est pas nécessaire à l'avancement du véhicule, c'est-à-dire hors des conditions critiques de compromis entre puissance moteur et puissance absorbée par le système d'air conditionné. Les phases (d) et (e) du diagramme sont des phases d'accélération et de régime stabilisé pendant lesquelles le fonctionnement du dispositif de commande 20 est analogue aux phases (b) et (c) précédemment décrites. Lorsque l'utilisateur du véhicule décélère, ce qui correspond à la phase (f) du diagramme, à partir d'un régime stabilisé, la dépression dans la tubulure 6 est encore plus forte que pendant ledit régime stabilisé. Le contacteur pneumatique 21 reste fermé et le système de climatisation 1 reste en marche et l'électrovanne 10 en position ouverte (le papillon est alors sur la position ouverture forcée) pour éviter un sous-régime pouvant entrainer des calages au retour en phase (a). REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'un système de climatisation (1) d'un véhicule automobile à moteur à combustion interne, ce moteur comprenant une tubulure d'admission de gaz (6) qui comporte des moyens de régulation du flux de gaz (7) permettant de réguler la charge moteur de sorte que, dans la tubulure d'admission (6), est établie une dépression, qui varie entre une valeur forte et une valeur faible, notamment en fonction du régime du moteur et de la position du papillon de gaz, caractérisé en ce que le dispositif comprend des moyens pneumatiques (21) reliés à la tubulure d'admission (6) du moteur en aval des moyens de régulation du flux (7) et qui commandent respectivement la mise en service et 1'arrêt d'au moins un organe commandé (2, 4) du système de climatisation et/ou l'activation d'un ouvreur papillon (8) lorsque la dépression dans la tubulure d'admission (6) est au-dessus ou au-dessous d'une valeur de seuil prédéterminée comprise entre lesdites valeurs forte et faible. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pneumatiques (21) comportent un contacteur (21), une dépression respectivement supérieure et inférieure à ladite valeur de seuil commandant la fermeture et l'ouverture du contacteur (21). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le contacteur (21) comprend une première (26) et une deuxième (27) chambres hermétiques séparées par une membrane souple (28), la première chambre (26) étant placée à la pression ambiante et la deuxième chambre (27) étant reliée à la tubulure d'admission d'air (6), la membrane souple (28) portant un premier toucheau (29) placé en regard d'un deuxième toucheau (30) implanté dans la deuxième chambre(27), le contacteur (21) comportant un ressort (31) sollicitant la membrane souple (28) à l'encontre de la dépression, la mise en contact des deux toucheaux (29, 30) provoquant la fermeture du contacteur(21). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ressort (31) est de compression, est logé dans la deuxième chambre (27) du contacteur (21) et est taré pour être comprimé par la dépression lorsque la dépression est supérieure a ladite valeur de seuil prédéterminée. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens retardateurs (23) destinés à retarder la fermeture du contacteur (21). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens retardateurs (23) comprennent une vanne retardatrice (23) et une capacité (22) destinées à retarder l'augmentation de la dépression dans la deuxième chambre (27) du contacteur (21). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, les moyens de régulation du flux de gaz (7) comprenant un papillon de gaz (7) sollicité à l'ouverture lorsque le moteur est au ralenti par un ouvreur papillon (8) commandé par une électrovanne (10), caractérisé en ce que l'activation d'un interrupteur général de marche/arret (36) du système de climatisation combinée à la fermeture du contacteur (21) commande l'ouverture de l'électrovanne (10) afin d'établir, au ralenti, un certain angle d'ouverture du papillon de gaz (7) de façon à compenser le régime ralenti pour l'adapter au fonctionnement du système de climatisation (1). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ouvreur papillon (8) comprend des moyens de réglage (17) dudit angle d'ouverture du papillon (7), lorsque le moteur est au ralenti. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les organes commandés (2, 4) par le contacteur (21) en fonction des phases de fonctionnement du moteur comprennent un compresseur (2) et au moins un motoventilateur (4). 10. Ensemble comprenant un contacteur (21), une vanne retardatrice (23) et une capacité (22) selon la revendication 6 ou 7, destiné à être implanté à bord d'un véhicule automobile à moteur à combustion interne.