Brevet FR2797037A1 — publié le 20010202

A/ 2797037 Procédé de surveillance du niveau de remplissage en fluide friqorigène dans une installation frigorifique L'invention concerne un procédé de surveillance de niveau de remplissage en fluide frigorigène dans une installation frigorifique, en particulier une installation de climatisation pour véhicule automobile, avec un compresseur, subdivisant le circuit de fluide frigorigène en un côté haute pression et un côté basse pression, présentant les étapes ci-après: - la pression et la température sont mesurées du côté haute pression, selon des intervalles de temps donnés, - une température, associée à l'aide d'une fonction spécifique au fluide frigorigène, est déterminée avec la pression mesurée, et - une valeur de sous-refroidissement (U,) di fluide frigorigène, exploitable comme indication quantitative du niveau de remplissage en fluide frigorigène, est déterminée par soustraction entre la température mesurée et la température associée. Dans le DE 44 01 415 Ci est décrit un procédé du type du préambule pour la surveillance du niveau de remplissage en fluide frigorigène dans une installation frigorifique, l'installation frigorifique étant équipée d'un compresseur qui subdivise le circuit de fluide frigorigène en un côté haute pression et un côté basse pression. A des intervalles de temps donnés, on mesure la pression et la température sur - le côté haute pression, avec la pression mesurée, à l'aide d'une fonction spécifique au fluide frigorigène, on détermine une température associée et, par soustraction entre la température mesurée et la température associée, on détermine une valeur de sous-refroidissement de fluide frigorigène Uw, exploitable à titre d'indication quantitative concernant le niveau de remplissage en fluide frigorigène. On utilise, au moins pendant des phases de fonctionnement prédéterminables de l'installation frigorifique, pour apprécier le niveau de remplissage en fluide frigorigène, une valeur maximale Mw, qui, au début de ces phases de fonctionnement, est fixée à la dernière valeur de sous-refroidissement Uw déterminée et, au cours de ces phases de fonctionnement, est fixée à une valeur de sous- refroidissement chaque fois nouvellement déterminée, si cette dernière est supérieure à la valeur maximale Mw existante au moment correspondant. Dans ce type de procédé de surveillance du niveau de remplissage en fluide frigorigène dans une installation frigorifique, il s'avère désavantageux que, pour les basses températures extérieures, dans la plage inférieure à 15 C, le compresseur, qui est soumis à une régulation externe, fonctionne à faible puissance, si bien que la pression relative mesurée du côté haute pression est faible. On n'obtient dans cette plage aucun résultat réutilisable pour la valeur de sous-refroidissement déterminée à partir de cela. Le but de l'invention est d'améliorer un procédé de surveillance du niveau de remplissage en fluide frigorigène dans une installation frigorifique, de manière à pouvoir surveiller de façon optimale le niveau de remplissage en fluide frigorigène, même si les températures extérieures sont basses. Selon l'invention, le problème est résolu par le fait que, au moins pendant des phases de fonctionnement, pouvant être prédéterminées, de l'installation frigorifique, on utilise, pour apprécier le niveau de remplissage en fluide frigorigène, une valeur maximale (Mw) et une valeur minimale (Mm), qui, au début de cette phase de fonctionnement, sont fixées au niveau des dernières valeurs de sous-refroidissement (Uw) et (Um) déterminées et, au cours de cette phase de fonctionnement, sont fixées au niveau des valeurs de sous-refroidissement chaque fois nouvellement déterminées, si la valeur de sous-refroidissement (Uw) est supérieure à la valeur maximale (Mw) présente au moment correspondant, et que la valeur de sous-refroidissement (Um) est inférieure à la valeur minimale (Mm) présente au moment correspondant. Des modes de réalisation et des perfectionnements avantageux de l'objet de l'invention sont caractérisés par le fait: - que, pour apprécier le niveau de remplissage en fluide frigorigène, - pendant des phases de fonctionnement fixées par la condition fonctionnelle selon laquelle la vitesse de véhicule (v) est égale à zéro, on utilise les valeurs de sousrefroidissement (Uw) et (Um) chaque fois les dernières déterminées, et pendant des phases de fonctionnement, fixées par le fait que la vitesse de véhicule est différente de zéro, on utilise une valeur maximale (Mw) et une valeur minimale (Mm), qui, au début de cette phase de fonctionnement, sont fixées aux valeurs de sous-refroidissement (Uw) et (Um) les dernières ayant été déterminées lors de la phase de fonctionnement précédente, avec une vitesse de véhicule égale à zéro et, au cours de cette phase de fonctionnement, sont fixées chaque fois aux nouvelles valeurs de sous-refroidissement déterminées, si la valeur de sous-refroidissement (Uw) est supérieure à la valeur maximale (Mw) se présentant au moment correspondant et que la valeur de sous- refroidissement (Uw) est inférieure à la valeur minimale (Mm) présente au moment correspondant. - que, à des intervalles de temps présélectionnés, chaque fois la valeur maximale (Mw) est respectivement diminuée dune valeur présélectionnée et la valeur minimale (Mm) respective est augmentée d'une valeur présélectionnée. - qu'on forme la différence (A) entre la valeur de sous-refroidissement maximale (Mw) et la valeur de sous-refroidissement minimale (Mm), formant, conjointement avec la valeur maximale du sous-refroidissement (Mw), une indication quantitative de la quantité de remplissage en fluide frigorigène. - qu'une information d'avertissement de sous-remplissage est produite et/ou une mise hors service de l'installation frigorifique est effectuée si survient une phase de fonctionnement dans laquelle, pendant une durée de seuil d'avertissement et/ou de mise en service présélectionnée, la différence (A) est inférieure à une valeur de seuil de mise hors service (Sd) présélectionnée et que la valeur maximale (Mw) descend au-dessous d'une valeur de seuil de mise hors service (Sm). - que le déroulement de la période à seuil d'avertissement et/ou de mise en service - est stoppé tant que le compresseur est mis hors service ou que la vitesse de roulage (V) est égale à zéro, et - est remis à l'état initial si la différence (A) est supérieure à la valeur de seuil de mise hors service et que la valeur maximale (Mw) dépasse la valeur de seuil (Sd) correspondante, ou bien si l'allumage est mis hors service. I Un avantage essentiel de ces modes de réalisation réside dans le fait qu'une surveillance du niveau de remplissage en fluide frigorigène peut s'effectuer dans la plage des basses températures extérieures. L'invention va être explicitée plus en détail à l'aide d'un exempte de réalisation, en liaison avec une description des figures. Dans le dessin: la figure 1 représente un déroulement de programme d'une partie du procédé de surveillance du niveau de remplissage en fluide frigorigène dans une installation de climatisation- pour véhicule automobile, et la figure 2 représente une caractéristique utilisée pour la mise hors service du compresseur, dans le cas d'un sous-remplissage en fluide frigorigène. Sur la figure 1, est représenté un déroulement de programme d'une partie d'un procédé de surveillance du niveau de remplissage en fluide frigorigène, dans une installation de climatisation pour véhicule automobile. Le programme est stocké dans un appareil de manoeuvre de climatisation appartenant à l'installation de climatisation. L'installation de climatisation pour véhicule automobile, qui est à la base de ce procédé, est de construction usuelle, présentant un compresseur soumis à une régulation. Un tel compresseur ne fonctionne pas en mode marche/arrêt mais, au contraire, de façon continue et adapte la quantité de fluide frigorigène requise au besoin en froid spécifique, par le biais d'une réduction de la course du piston se faisant dans le compresseur, ce qui évite les à-coups à la mise en service qui se produisent dans le cas d'un compresseur non régulé, à fonctionnement en marche/arrêt. En tout cas, l'information utilisée pour le calcul, usuel jusqu'ici, de la valeur de sousrefroidissement va perdre la partie indiquant quelle est la valeur du débit en fluide frigorigène, lorsque le compresseur est actif, à un moment donné. Grâce au procédé allant être explicité plus en détail ci- après, on réussit à déterminer de façon indirecte ce moment auquel on a un débit maximal et à tirer de ce fait des conclusions fiables quant au niveau de remplissage en fluide frigorigène. La base de cela est le fait que la valeur de sous-refroidissement, chaque fois déterminée, diminue chaque fois lorsque le débit en fluide frigorigène diminue, ainsi qu'également lorsque la puissance de refoulement du compresseur est faible et lorsque des grandeurs parasites se manifestent dans le système. Il s'ensuit que, pour déterminer une valeur de sous- -refroidissement utilisable pour apprécier le niveau de remplissage, la détermination explicite d'un moment auquel la puissance de refoulement du compresseur est maximale n'est pas nécessaire. Si l'on utilise un compresseur soumis à une régulation, le débit de fluide frigorigène refoulé est modifiable, par degrés, ou bien de façon progressive continue. De manière correspondante, pour le procédé connu, pour obtenir la surveillance du niveau de remplissage, il est prévu de déterminer la valeur de sous-refroidissement à des intervalles de temps donnés, jusqu'à ce que)'onq puisse identifier pour celle-ci qu'on est en présence d'un état quasi stable, chaque valeur de sous-refroidissement ou bien une partie des valeurs de sous-refroidissement étant utilisée pour obtenir une évaluation pour un contrôle du niveau de remplissage, sans procéder à une comparaison mutuelle des valeurs de sous-refroidissement. Si les températures extérieures sont basses, températures pour lesquelles il n'est pas nécessaire d'avoir un refroidissement, ou bien s'il est nécessaire d'avoir seulement un faible refroidissement, les compresseurs régulés travaillent sous faible puissance. Il règne alors une faible pression dans le fluide frigorigène, ce qui est corrélé à une faible température d'ébullition. La valeur de sous-refroidissement afférente n'est pas utilisable pour déterminer le niveau de remplissage en fluide frigorigène. Dans le cas d'un sous-refroidissement du fluide frigorigène, le compresseur tente, par une augmentation de la puissance, d'augmenter la pression dans le fluide frigorigène. Le procédé prévoit de ce fait fondamentalement d'utiliser une valeur maximale Mw et une valeur minimale Mm, qui, selon un procédé illustré sur la figure 1, sont dérivées de valeurs de sous-refroidissement Uw, Um ayant été déterminées à des intervalles de temps donnés, pour apprécier quel est le niveau de remplissage en fluide frigorigène. Dans l'intervalle de temps considéré, on détermine la différence entre la valeur de sous-refroidissement minimale Mm et la valeur de sous-refroidissement maximale Mw. En cas d'insuffisance en fluide frigorigène, on tente d'augmenter la pression dans le fluide frigorigène, en augmentant la puissance du compresseur. Ceci mène à une augmentation de la valeur maximale Mw. Si l'installation frigorifique est bien remplie, il n'y a aucune grande différence-entre la valeur minimale Mm et la valeur maximale Mw du sous-refroidissement, si bien que la différence A est faible. La valeur absolue de la valeur maximale Mw est élevée. Si l'installation commence à se vider, la différence A augmente, la valeur maximale dépassant encore une valeur de seuil prédéterminée. En cas de sous-remplissage de l'installation, on n'obtient plus d'augmentation de pression, même si l'on augmente la puissance du compresseur. La valeur maximale descend au-dessous de la valeur de seuil prédéterminée. La valeur minimale Mm et la valeur maximale Mw sont de nouveau identiques. La différence A descend alors au-dessous d'une valeur de seuil prédéterminée. Selon un perfectionnement de l'invention, pour une installation de climatisation pour véhicule automobile, il est prévu que, lorsque le véhicule est stationnaire, chaque fois la valeur de sousrefroidissement déterminée à un certain moment soit utilisée simultanément aussitôt comme indication quantitative du niveau de remplissage en fluide frigorigène, ainsi que ceci est souhaité, en particulier pour des travaux d'entretien ou d'intervention. Ceci constitue une indication utilisable du niveau de remplissage, parce que, lorsque le véhicule est stationnaire, c'est-à-dire lorsque la vitesse "- de roulage est égale à zéro, le condenseur de l'installation de climatisation n'est que faiblement ventilé et que, par suite, le rendement de l'installation est moins bon, ce pourquoi le compresseur régulé travaille avec une haute probabilité à pleine puissance. En outre également, une perte en fluide frigorigène progressive et la eescente au- dessous d'une valeur de seuil prédéterminée, le cas échéant subséquente, en résultant, du niveau de remplissage sont identifiables. On utilise une valeur maximale diminuée et une valeur minimale augmentée, de façon forcée de cette manière, pour la surveillance du niveau de remplissage. Ceci mène à une plus grande différence A. Lorsque le niveau de remplissage reste constant, cette valeur maximale est de temps en temps de nouveau automatiquement augmentée par la détection d'une valeur de sous-refroidissement plus élevée, et cette valeur minimale est de nouveau automatiquement diminuée par la détection d'une valeur de sous- -refroidissement plus petite. Si, lors de la suite du déroulement de fonctionnement, il n'y pas de telles diminutions automatiques de la différence A, ceci, par suite, est un indice du fait que le niveau de remplissage a diminué pendant cette phase de fonctionnement. En outre, on a prévu de produire une indication d'avertissement de sousremplissage et/ou d'effectuer une mise hors service de l'installation frigorifique si l'on est en présence d'une phase de fonctionnement dans laquelle, pendant une période de seuil d'avertissement et/ou de mise en service présélectionnée, la différence A est inférieure à une valeur de seuil de mise hors service Sd présélectionnée et que la valeur maximale Mw descend au-dessous d'une valeur de seuil de mise hors service Sm. Les périodes de seuil et les valeurs de seuil de l'information d'avertissement et de la mise hors service peuvent alors être choisies identiques ou différentes, sachant qu'une réalisation avantageuse consiste à prévoir des périodes de seuil de même durée et une valeur de seuil plus grande pour l'information d'avertissement que pour la mise hors service, de sorte qu'en tout cas l'information d'avertissement se fasse avant d'effectuer la mise hors service de l'installation frigorifique. En variante, est prévue la possibilité d'arrêter le déroulement de la période de seuil respective, tant que le compresseur est hors service, ou bien que le véhicule est stationnaire, et de remettre à l'état initial si le véhicule est mis hors service ou que la différence A est supérieure à la valeur de seuil de mise hors service et que la valeur maximale dépasse la valeur de seuil correspondance, afin de pouvoir ensuite démarrer de nouveau le déroulement de la période de seuil. Sur la figure 2 est représentée une caractéristique concernant la mise hors service du compresseur lorsque l'on a affaire à un sous-remplissage en produit frigorigène. La différence A entre la valeur maximale Mw et la valeur minimale Mm est mentionnée en fonction du courant au compresseur. Le courant au compresseur remplace la valeur maximale Mw nécessaire en plus pour apprécier le niveau de remplissage en fluide frigorigène. La valeur maximale est corrélée au courant au compresseur. Le compresseur est mis hors service lorsque l'on a une différence A supérieure à 6K et un courant au compresseur de 600 mA. Si on dépasse une différence A de 11K, le compresseur est mis hors service. On a ici un sous-remplissage en fluide frigorigène. Cette caractéristique doit être déterminée selon le véhicule et peut être consultée dans l'appareil de manoeuvye de la climatisation. REVENDICATIONS 1. Procédé de surveillance du niveau de remplissage en fluide frigorigène dans une installation frigorifique, en particulier une installation de climatisation pour véhicule automobile, avec un compresseur, subdivisant le. circuit de fluide frigorigène en un côté haute pression et un côté basse pression, présentant les étapes ci-après: - la pression et la température sont mesurées du côté haute pression, selon des intervalles de temps donnés, - une température, associée à l'aide d'une fonction spécifique au fluide frigorigène, est déterminée avec la pression mesurée, et - une valeur de sous-refroidissement (Uw) du fluide frigorigène, exploitable comme indication quantitative du niveau de remplissage en fluide frigorigène, est déterminée par soustraction entre la température mesurée et la température associée; caractérisé en ce que, au moins pendant des phases de fonctionnement, pouvant être prédéterminées, de l'installation frigorifique, on utilise, pour apprécier le niveau de remplissage en fluide frigorigène, une valeur maximale (Mw) et une valeur minimale (Mm), qui, au début de cette phase de fonctionnement, sont fixées au niveau des dernières valeurs de sous-refroidissement (Uw) et (Um) déterminées et, au cours de cette phase de fonctionnement, sont fixées au niveau des valeurs de sous-refroidissement chaque fois nouvellement déterminées, si la valeur de sous-refroidissement (Uw) est supérieure à la valeur maximale (Mw) présente au moment correspondant, et que la valeur de sous-refroidissement (Um) est inférieure à la valeur minimale (Mm) présente au moment correspondant. 2. Procédé selon la revendication 1, pour une installation de climatisation pour véhicule automobile, caractérisé en ce que, pour apprécier le niveau de remplissage en fluide frigorigène, - pendant des phases de fonctionnement fixées par la condition fonctionnelle selon laquelle la vitesse de véhicule (v) est égale à zéro, on utilise les valeurs de sous-refroidissement (Uw) et (Um) chaque fois les dernières déterminées, et - pendant des phases de fonctionnement, fixées par le fait que la vitesse de véhicule est différente de zéro, on utilise une valeur maximale (Mw) et une valeur minimale (Mm), qui, au début de cette phase de fonctionnement, sont fixées aux valeurs de sous-refroidissement (Uw) et (Um) les dernières ayant été déterminées lors de la phase de fonctionnement précédente, avec une vitesse de véhicule égale à zéro et, au cours de cette phase de fonctionnement, sont i5 fixées chaque fois aux nouvelles valeurs de sous-refroidissement déterminées, si la valeur de sous-refroidissement (Uw) est supérieure à la valeur maximale (Mw) se présentant au moment correspondant et que la valeur de sousrefroidissement (Uw) est inférieure à la valeur minimale (Mm) présente au moment correspondant. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, pour une installation de climatisation pour véhicule automobile, caractérisé en ce que, à des intervalles de temps présélectionnés, chaque fois la valeur maximale (Mw) est respectivement diminuée d'une valeur présélectionnée et la valeur minimale (Mm) respective est augmentée d'une valeur présélectionnée. 4. Procédé selon les revendications 1 à 3, pour une installation de climatisation pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu' on forme la différence (A) entre la valeur de sous-refroidissement maximale (Mw) et la valeur de sous-refroidissement minimale (Mm), formant, conjointement avec la valeur maximale du sous-refroidissement (Mw), une indication quantitative de la quantité de remplissage en fluide frigorigène. 5. Procédé selon la revendication 4, pour une installation de climatisation pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu' - une information d'avertissement de sous-remplissage est produite et/ou une mise hors service de l'installation frigorifique est effectuée si survient une phase de fonctionnement dans laquelle, pendant une durée de seuil d'avertissement et/ou de mise en service présélectionnée, la différence (A) est inférieure à une valeur de seuil de mise hors service (Sd) présélectionnée et que la valeur maximale (Mw) descend au-dessous d'une valeur de seuil de mise hors service (Sm). 6. Procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le déroulement de la période à seuil d'avertissement et/ou de mise en service - est stoppé tant que le compresseur est mis hors service ou que la vitesse de roulage (V) est égale à zéro, et - est remis à l'état initial si la différence (A) est supérieure à la valeur de seuil de mise hors service et que la valeur maximale (Mw) dépasse la valeur de seuil (Sd) correspondante, ou bien si l'allumage est mis hors service.