Brevet FR2808244A1 — publié le 20011102

Dispositif de climatisation d'air pour véhicules, et procédé de mise en oeuvre d'un tel dispositif La présente invention se rapporte au domaine technique des systèmes d'air conditionné de véhicules, et plus particulièrement à un système d'air conditionné assurant à la fois le refroidissement et le chauffage de l'air de l'habitacle du véhicule. La présente invention concerne aussi un procédé de mise en aeuvre tels systèmes. Les systemes d'air conditionné comportent, de façon habituelle, un échangeur extérieur, placé à l'extérieur de l'habitacle du véhicule, un échangeur intérieur, placé à l'intérieur de l'habitacle du véhicule un premier conduit reliant les deux échangeurs et sur lequel est placé un compresseur, et un second conduit reliant les deux échangeurs et sur lequel est placé un détendeur. L'ensemble, formé par les deux échangeurs, les deux lignes, le compresseur et le détenteur, est appelé boucle frigorifique. Il circule un fluide frigorigène. Un système d'air conditionné du type décrit précédemment, peut assurer le chauffage ou le refroidissement de l'air de l'habitacle véhicule lorsqu'il dispose en outre de moyens d'inversion du sens de circulation du fluide frigorigène à l'intérieur de la boucle frigorifique. La boucle frigorifique alors dite réversible. En effet, lorsque que le fluide frigorigène passe par l'échangeur extérieur, le compresseur, l'échangeur intérieur, puis détenteur, l'échangeur intérieur refroidit l'air le traversant qui est envoyé vers l'habitacle du véhicule. A l'inverse, lorsque le fluide passe par l'échangeur extérieur, le détendeur, l'échangeur intérieur, puis le compresseur, l'air traversant l'échangeur est réchauffé avant d'être dirigé vers l'habitacle. Lorsque la boucle frigorifique est utilisée pour refroidir l'air envoyé vers l'habitacle, l'échangeur intérieur, qui joue le rôle d'évaporateur, se charge en eau, en particulier au niveau de ses parois, par condensation d'une partie de l'humidité contenue dans l'air traité. Lors du passage à un fonctionnement de la boucle frigorifique pour chauffer l'air envoyé vers l'habitacle, l'échangeur intérieur devient condenseur, et entraîne l'évaporation rapide de l'eau qui s'est accumulée ses parois, cet air envoyé vers l'habitacle peut provoquer un embuage extrêmement rapide des surfaces vitrées du véhicule, ce phénomène étant appelée flash-fogging , source de gène pour le conducteur du véhicule. Une solution consiste à utiliser un système de climatisation comportant deux échangeurs intérieurs, l'un dédié au chauffage et l'autre au refroidissement de l'air de l'habitacle. La publication DE 3 907 201 décrit un tel système, dans lequel un premier échangeur intérieur fonctionne en condenseur pour refroidir l'air qui le traverse, et un second échangeur intérieur fonctionne évaporateur pour chauffer l'air qui le traverse. Lorsque le système de climatisation est utilisé comme chauffage, le premier échangeur intérieur est pas utilisé, et réciproquement, lorsque le système de climatisation est utilisé pour refroidir l'air de l'habitacle, le second échangeur intérieur n' pas utilisé. Le système, décrit dans la publication DE 907 201, s'il permet d'éviter le problème du flash-fogging , nécessite un échangeur intérieur supplémentaire qui peut représenter un coût supplémentaire non négligeable. En outre, l'emplacement nécessaire pour la mise en place du deuxième échangeur intérieur peut s'avérer être incompatible les contraintes d'occupation d'espace associées au véhicule, en particulier dans l'industrie des véhicules automobiles. La présente invention vise à supprimer le probleme du flash- fogging d'un système de climatisation de l'air pouvant à la fois chauffer ou refroidir l'air de l'habitacle d'un véhicule et ne comportant qu'un unique échangeur intérieur. Plus particulièrement, elle concerne un proce de mise en oeuvre d'un système pour chauffer ou refroidir l'air d'un habitacle d'un véhicule équipé d'un pare-brise, par apport dans l'habitacle d'air ayant traversé un échangeur appartenant à une boucle frigorifique, comprenant les étapes de mesurer la température de l'air quittant l'échangeur, mesurer l'humidité de l'air quittant l'échangeur, déterminer la température rosée de l'air quittant l'échangeur à partir des dites température et humidité, déterminer la température du pare-brise, comparer la température de rosée avec la température du pare-brise, et provoquer l'arrêt du chauffage de l'air dans l'habitacle lorsque la température de rosée est supérieure à la température du pare-brise. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'arrêt du chauffage de l'air dans l'habitacle consiste en la déviation de l'air traversant l'échangeur vers l'extérieur du véhicule. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'air est dévié pendant une durée déterminée, ou jusqu'à ce que la température de rosée soit inférieure à la température du pare-brise. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'arrêt du chauffage de l'air dans l'habitacle consiste dans l'arrêt du fonctionnement de la boucle frigorifique. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'arrêt du fonctionnement de la boucle frigorifique est d'une duree déterminée, ou se poursuit jusqu'à ce que la température de rosée soit inférieure à la température du pare-brise. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'arrêt de fonctionnement de la boucle frigorifique est définitif jusqu'au prochain démarrage du véhicule. L'invention propose également un dispositif pour conditionner l'air de l'habitacle d'un véhicule ayant un pare-brise, du comprenant un premier échangeur placé à l'intérieur de l'habitacle, un deuxieme échangeur placé à l'extérieur de l'habitacle, des premiers conduits, pour le passage d'un fluide frigorigène, entre le premier échangeur et le deuxième échangeur, des deuxièmes conduits, pour le passage du fluide frigorigène, entre le premier échangeur et le deuxième échangeur, un compresseur placé sur les premiers conduits, un détendeur placé sur les deuxiemes conduits, des moyens d'inversion pour inverser le sens de circulation du fluide dans les premiers et deuxièmes conduits, des moyens de contrôle connectés électriquement au compresseur, et des moyens d'évacuation d'au moins une partie de l'eau présente au niveau du premier échangeur, ledit dispositif comportant en outre des premiers moyens de mesure émettant un signal représentatif de la température de l'air quittant le premier échangeur, des deuxièmes moyens de mesure émettant un signal représentatif de l'humidité de l'air quittant le premier échangeur, les moyens de contrôle étant électriquement reliés aux premier et deuxième moyens de mesure, étant adapté pour déterminer la température de rosée de l'air quittant le premier échangeur, à partir des signaux émis par les premier et deuxième moyens de mesure, déterminer la température du pare-brise, comparer ladite température de rosée et la température du pare-brise, et mettre en oeuvre les moyens d'évacuation lorsque la température de rosée est supérieure à la température du pare-brise. Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier échangeur est placé dans une canalisation principale, reliée à une extrémité à l'habitacle, et à une seconde extrémité à l'extérieur du véhicule, les moyens d'évacuation comprenant au moins une canalisation secondaire, reliée à une première extrémité à la canalisation principale, et à une seconde extrémité à l'extérieur du véhicule, et au moins un volet adapté pour venir obturer, au moins en partie, de façon alternative la canalisation secondaire, ou la canalisation principale. Selon une autre caractéristique l'invention, ledit volet obture la canalisation principale en aval du premier échangeur selon le sens de circulation de l'air dans la canalisation principale. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre en référence aux dessins dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement un système de climatisation selon un premier mode de réalisation de invention, - la figure 2 représente le diagramme des étapes d'un premier procédé mettant en oeuvre un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention, - la figure 3 représente le diagramme des étapes d'un deuxième procédé mettant en ceuvre un deuxième mode de réalisation du dispositif selon l'invention. - la figure 4 représente le diagramme des étapes d'un troisième procédé mettant en oeuvre un deuxième mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Un système de climatisation 10, représenté sur la figure 1, destiné à chauffer ou refroidir de l'air envoyé dans l'habitacle (non représenté) d'un véhicule, se compose d'une boucle frigorifique comportant un échangeur intérieur 12, relié par des première et deuxième conduites, respectivement 16,17,à un échangeur extérieur 13. Un compresseur 14, associé à moyens d'inversion 19, est placé sur la première ligne 16, tandis qu'un détendeur 15 est placé sur la deuxième ligne 17. Un fluide frigorigène circule a l'intérieur de la boucle frigorifique. Les moyens d'inversion 19 permettant d'inverser le sens de circulation du fluide frigorigène dans la boucle frigorifique. L'échangeur intérieur 12 est placé dans une canalisation principale 11 reliée, à une première extrémité, à une bouche d'entrée d'air (non représentée) donnant sur l'extérieur du véhicule, et, à une seconde extrémité à l'habitacle (éventuellement en se divisant en plusieurs canalisations). l'air extérieur est aspiré, par la bouche d'entrée d'air, par un pulseur 25, placé dans la canalisation principale 11, puis traverse l'échangeur intérieur 12 pour être finalement expulsé dans l'habitacle du véhicule. Lorsque le fluide frigorigène passe par l'échangeur intérieur 12, le détendeur 15, l'échangeur extérieur 13, puis le compresseur 14, l'échangeur intérieur 12 fonctionne en évaporateur et refroidit l'air qui le traverse. Lorsque le fluide frigorigène passe par l'échangeur intérieur 12, compresseur 14, l'échangeur extérieur 13, puis le détendeur 15, l'échangeur intérieur fonctionne en évaporateur et réchauffe l'air qui le traverse. unité de contrôle 20 est adaptée pour piloter les moyens d'inversion 19 commandant ainsi le mode de fonctionnement de la boucle frigorifique en pompe à chaleur ou en refroidisseur d'air. L'unité de contrôle 20 pilote outre le compresseur 14 afin de, par exemple, contrôler puissance délivrée par l'échangeur intérieur 12 lorsque la boucle frigorifique fonctionne en pompe à chaleur. L'unité de contrôle 20 est reliée à un premier capteur de température 22, placé en aval de l'échangeur intérieur 12, selon le sens de circulation de l'air dans la canalisation principale 11. Le premier capteur de température 22 transmet à l'unité de contrôle 20 un signal représentatif de la température Tech en aval de l'échangeur intérieur 12. L'unité de contrôle 20 est reliée à un capteur d'humidité 23, placé ' l'intérieur de la canalisation principale 11, en aval de l'échangeur intérieur 12 selon le sens de circulation de l'air dans la canalisation principale 11. capteur d'humidité 23 transmet à l'unité de contrôle 20 un signal représentatif du taux d'humidité relative He,h en aval de l'échangeur intérieur 12. L'unité de contrôle 20 reliée à un second capteur de température 21, placé à l'extérieur du véhicule. Le second capteur de température 21 transmet à l'unité de contrôle un signal représentatif de la température à l'extérieur du pare-brise T, L'unité de contrôle 20 en outre adaptée pour déterminer la température du pare-brise Tpb. Elle peut, par exemple, recevoir un signal représentatif de la température pare-brise Tpb en étant relié directement à un troisième capteur de température (non représenté), placé préférentiellement à l'intérieur du véhicule au niveau du pare-brise, ou bien en étant relié à un réseau multiplexé équipant le véhicule et sur lequel le signal représentatif de la température du pare-brise est disponible Tpb. Toutefois, l'unité de contrôle 20 peut calculer une estimation de la température du pare-brise Tpb à partir des signaux émis par le capteur de température 21 mesurant la température de l'air à l'extérieur du véhicule T', d'un capteur de température (non représenté) mesurant la température de l'air à l'intérieur de l'habitacle, et un capteur de la vitesse du véhicule, selon une méthode connue de l'homme du métier. Selon un premier mode de réalisation de la présente invention, la canalisation principale I1 est pourvue de moyens d'évacuation de condensats 18, qui consistent canalisation secondaire 27 qui relie la canalisation principale 11, sensiblement au niveau de l'échangeur intérieur 12, à l'extérieur du véhicule. volet 26, manoeuvré par de moyens d'actionnement 28, peut venir une première position extrême, dite position fermée, obturer l'extrémité de la canalisation secondaire 27 débouchant sur la canalisation principale 11. Dans une seconde position extrême, dite position ouverte, le volet 26 vient obturer, au moins en partie, la canalisation principale 11 et impose à l'air soufflé par le pulseur 25 d'emprunter la canalisation secondaire 27. Les moyens d'actionnement du volet 26 sont pilotés par l'unité de contrôle 20. Selon second mode de réalisation du dispositif selon la présente invention, la canalisation principale 11 n'est pas équipée de moyens d'évacuation condensats 18, tous les autres éléments étant identiques par ailleurs. Un premier procédé de mise en oeuvre du premier mode de réalisation du dispositif est représenté sur la figure 2. A l'étape 30, l'unité de contrôle reçoit du deuxième capteur de température 21 signal représentatif de la température T,, à l'extérieur du véhicule. A l'étape 31, l'unité de contrôle 20 compare la valeur de la température à l'extérieur du véhicule T, s, ' une valeur de température de seuil T,,.;, mémorisée dans l'unité de controle 20. Si la température à l'extérieur du véhicule T, , est supérieure à température de seuil T,,,,;,, on retourne à l'étape 30. Si la température à l'extérieur du véhicule T,_r, est inférieure à la température de seuil Tseu,,, on passe à l'étape 32, l'unité de contrôle 20 commande alors le fonctionnement de la boucle frigorifique en pompe à chaleur en pilotant éventuellement les moyens d'inversion 19 et le compresseur 14. Dans le cas où la boucle frigorifique fonctionne déjà en pompe à chaleur on passe directement à l'étape 33, où l'unité de contrôle calcule, selon une méthode connue de l'homme du métier, la valeur de la température de rosée Trosée en aval de l'échangeur intérieur 12,à partir de la température Te,h et l'humidité He,h en aval de l'échangeur intérieur A l'étape 34, l'unité de contrôle compare la température rosée Trosée à la température du pare-brise Tpb, qui est mesurée ou calculée comme il a été expliqué précédemment. Dans le cas où la température de rosée Trosée est inférieure ' la température du pare-brise Tpb, le chauffage de l'habitacle continue à l'étape 36. Dans le cas où la température de rosée T,,,,,, est supérieure à température du pare-brise Tpb, l'unité de contrôle 20 pilote les moyens d'évacuation de condenses 18, de façon à évacuer une partie de l'eau présente sur l'échangeur intérieur 12. Pour ce faire, l'unité de contrôle 20 pilote l'ouverture du volet 26, et le maintien du volet 26 en position ouverte pendant une durée déterminée. L'air traversant l'échangeur intérieur 12, chargé d'humidité, est évacué à l'extérieur du véhicule. La durée d'ouverture du volet 26 peut être déterminée expenmentalement de façon à assurer une évacuation suffisante de l'eau présente sur l'échangeur intérieur 12. Pendant cette durée, l'unité de contrôle pilote le compresseur 14 pour que la puissance libérée par l'échangeur intérieur soit optimale pour charger l'air le traversant en humidité, permettant l'évacuation d'une quantité maximale d'eau. La durée d'ouverture du volet 26 peut aussi se prolonger jusqu'à ce que température de rosée T,osée redevienne inférieure à la température du pare-brise Tpb, sans toutefois excéder une durée maximale déterminée. A la fermeture du volet 26, on retourne à l'étape 30. Un deuxième procédé de mise en oeuvre du deuxième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, représenté sur figure 3, comporte des étapes 40,41,42,43,44, qui sont respectivement identiques aux étapes 30,31,32,33,34. A l'étape 44, l'unité de contrôle 20 compare la température de rosée T,osée à la température du pare-brise Tpb. Dans le cas où la température de rosée T,osée est inférieure à la température du pare-brise TPb, le chauffage de l'habitacle continue à l'étape 46. Dans le cas où la température de rosée T,asée est supérieure à la température du pare-brise TPb, l'unité de contrôle 20, à l'étape pilote le compresseur 14 pour arrêter le fonctionnement de la boucle frigorifique en mode pompe à chaleur. L'arrêt peut se prolonger pendant une durée fixe, ou bien jusqu'à ce que la température de rosée T,osée redevienne inférieure à la température de pare-brise Tpb, sans toutefois dépasser une durée maximale Un troisième procédé de mise en oeuvre du deuxième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, représenté sur figure 4, comporte les étapes 50,51,52,53,54,55,56 identiques aux étapes respectives 40 42,43,44,45,46 du deuxième procédé de mise en oeuvre deuxième mode de réalisation du dispositif décrit précédemment. Suite à l'arrêt de la boucle frigorifique, à l'étape 55, on passe à l'étape 57 où l'unité de contrôle 20, interdit la mise en marche de boucle frigorifique comme pompe à chaleur jusqu'à une nouvelle utilisation du véhicule. La présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles ci sont effectuées suivant son esprit. Ainsi, les moyens d'inversion peuvent-ils être intégrés au compresseur. REVENDICATIONS 1.Procédé de mise en ceuvre d'un système (10) pour chauffer ou refroidir l'air d'un habitacle d'un véhicule équipé d'un pare-brise, par apport dans l'habitacle d'air ayant traversé un échangeur (12) appartenant ' une boucle frigorifique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de mesurer la température de l'air quittant l'échangeur (12), mesurer l'humidité l'air quittant l'échangeur (12), déterminer la température de rosée de l'air quittant l'échangeur (12) à partir desdites température et humidité, déterminer la température du pare-brise, comparer la température de rosée avec la température du pare-brise, et provoquer l'arrêt du chauffage de l'air dans l'habitacle lorsque la température de rosée est supérieure à la température du pare-brise. 2.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrêt de l'apport d'air dans l'habitacle consiste en la déviation de l'air traversant l'échangeur (12) vers l'extérieur du véhicule. 3.Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'air est dévié pendant une durée déterminée. 4.Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'air est dévié jusqu'à ce que la température de rosée soit inférieure à la température du pare-brise. 5.Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la déviation de l'air est inférieure à une durée maximale déterminée. 6.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrêt du chauffage de l'air dans l'habitacle consiste en l'arrêt du fonctionnement de la boucle frigorifique. 7.Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'arrêt de fonctionnement de la boucle frigorifique est d'une durée déterminée. 8.Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'arrêt de fonctionnement de la boucle frigorifique se prolonge jusqu'à ce que la température de rosée soit inférieure à la température du pare-brise. 9.Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la déviation de l'air inférieure à une durée maximale déterminée. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'arrêt de fonctionnement de la boucle frigorifique est définitif jusqu'au prochain démarrage du véhicule. 1 .Dispositif (10) pour chauffer ou refroidir l'air de l'habitacle d'un véhicule ayant un pare-brise, du type comprenant un premier échangeur (12) placé à l'intérieur de l'habitacle, un deuxième échangeur (13) placé à l'extérieur de l'habitacle, des premiers conduits (16), pour le passage d'un fluide frigorigène, entre le premier échangeur (12) et le deuxième échangeur (13), des seconds conduits (17), pour le passage du fluide frigorigene, entre le premier échangeur (12) et le deuxième échangeur (13), un compresseur (14) place au niveau des premiers conduits (16), un détendeur (1 placé au niveau des seconds conduits (17), des moyens d'inversion (19) pour inverser le sens de circulation du fluide dans les premiers et seconds conduits (16,17), des moyens de contrôle (20) connectés électriquement au compresseur (14), et des moyens d'évacuation (18) d'au moins une partie de l'eau présente au niveau du premier échangeur (12), caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens de mesure (22) émettant un signal représentatif de la température de l'air quittant le premier échangeur (12), des deuxièmes moyens de mesure (22) émettant un signal représentatif de l'humidité de l'air quittant le premier échangeur (12), les moyens de contrôle (20) étant électriquement reliés aux premier et deuxième moyens de mesure (22,23,21), et étant adapté pour déterminer la température de rosée de l'air quittant le premier échangeur (12),à partir des signaux émis par les premier et deuxième moyens de mesure (22,23), déterminer la température du pare-brise, comparer ladite température de rosée et la température du pare brise, et mettre en oeuvre les moyens d'évacuation (18) lorsque la température de rosée est supérieure à la température du pare-brise. 12.Dispositif (10) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le premier échangeur (l2) est placé dans une canalisation principale (11), reliée à extrémité à l'habitacle, et à une seconde extrémité à l'extérieur du véhicule, les moyens d'évacuation (18) comprenant au moins une canalisation secondaire (27), reliée à une première extrémité à la canalisation principale (11), et à une seconde extrémité à l'extérieur du véhicule, et au moins un volet (26) adapté pour venir obturer au moins en partie, de façon alternative la canalisation secondaire (27), ou canalisation principale (11). 13.Dispositif (10) selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit volet (26) obture la canalisation principale (11) en aval du premier échangeur (12) selon le sens de circulation de l'air dans la canalisation principale (11).