Brevet FR2832468A1 — publié le 20030523

La présente invention concerne un procédé de détermination de la course d'une machine à pistons à course variable, comme par exemple d'un compresseur à plateau en nutation ou d'un compresseur à plateau basculant, ou d'un compresseur à anneau basculant, en particulier pour des climatiseurs d'automobiles. De tels compresseurs sont connus, et il est aussi connu que la course d'un tel compresseur peut être déterminée par une mesure de position au niveau du plateau en nutation à l'intérieur du compresseur. Cela signifie que ces capteurs doivent résister dans l'espace de transformation du mouvement à des températures et à des pressions élevées, ainsi qu'au fluide ambiant. Une autre possibilité est d'utiliser pour la mesure de la course des capteurs électromagnétiques disposés à l'extérieur du carter. Toutefois, ces derniers peuvent être gênés dans leur fonctionnement par un carter en des matériaux ferreux. L'objet de l'invention est de définir un procédé de détermination de la course d'une machine à pistons à course variable qui ne présente pas ces inconvénients. L'objet est résolu par un procédé de détermination de la course d'une machine à pistons à course variable, comme par exemple d'un compresseur à plateau en nutation ou d'un compresseur à plateau basculant, ou d'un compresseur à anneau basculant, en particulier pour des climatiseurs d'automobiles, qui se distingue en ce que la course de la machine à pistons à course variable est déterminée indirectement à partir d'une pression dite différentielle PD ou d'une vitesse V du courant délivré et de la différence de pression DP = P haute pression-P pression d'aspiration dans le circuit de climatisation, ainsi que de la vitesse de rotation N du compresseur. On privilégie un procédé pour lequel la pression différentielle PD est déterminée à partir du débit volumique du compresseur comme différence de pression au passage d'une résistance. On privilégie en outre un procédé pour lequel la vitesse du courant débité par le compresseur est déterminée par un anémomètre à fil chaud. Un procédé conforme à l'invention se distingue en ce que le dispositif à résistance peut être constitué par un venturi. En outre, le dispositif à résistance peut être constitué par un diaphragme de mesure, lequel peut le cas échéant, comme le venturi, être intégré dans le compresseur. On privilégie en outre un dispositif à résistance qui est constitué d'une tuyère de mesure et qui peut être intégré le cas échéant dans le compresseur. On privilégie en outre un procédé pour lequel la haute pression PH et/ou la pression d'aspiration PS peuvent être mesurées chacune avec un capteur de pression, ou avec un capteur de différence de pression avant et après le dispositif à résistance. On privilégie en outre un procédé pour lequel la haute pression PH et/ou la pression d'aspiration PS peuvent être déterminées à partir de la température dans l'évaporateur ou à partir de la température ambiante dans l'habitacle. Un procédé conforme à l'invention se distingue en ce que la puissance absorbée par le compresseur du climatiseur peut être déterminée au moyen de la course. On privilégie en outre un procédé pour lequel la course du compresseur peut être utilisée comme grandeur réglée pour une valve de régulation du compresseur. De même, on privilégie un procédé pour lequel, au moyen de la mesure de la course, le compresseur de climatiseur peut être exploité par le système de gestion du moteur thermique avec une puissance prédéfinie. L'invention est maintenant décrite à l'aide des figures. La figure 1 montre l'ensemble du circuit d'un climatiseur. Les figures 2,3 et 4 montrent respectivement des variantes de détermination des pressions différentielles. Sur la figure 1 est représenté le circuit d'un climatiseur ou d'un système à pompe à chaleur, sur lequel on se propose de décrire la détermination de la course du compresseur conformément à l'invention. Dans le circuit se trouve un compresseur à course variable 1, ici représenté schématiquement. Par un système de tuyauteries 2, le compresseur 1 délivre un frigorigène sous haute pression à un système de climatisation 3 ou à un système de pompe de chaleur 3. De ce système, une conduite de pression d'aspiration 4 retourne au côté aspiration du compresseur 1. La vitesse de rotation du compresseur est déterminée via un capteur de vitesse de rotation 5 et est communiquée à une électronique de traitement 6. La pression d'aspiration du compresseur est déterminée via un capteur de pression d'aspiration 7 dans la section de la conduite d'aspiration 4. La haute pression est déterminée via un capteur de haute pression 8 dans la section des tuyauteries haute pression 2 de l'installation. La pression différentielle elle-même est déterminée par un système 9, qui est illustré sur les figures en différentes variantes. Sur la figure 1, la pression différentielle 11 est déterminée à l'aide d'un venturi 10, et représente une grandeur représentative du débit volumique du compresseur. Le mode de fonctionnement de la détermination de la course du compresseur fonctionne donc de telle sorte que le débit volumique délivré par le compresseur à fluide frigorigène est déterminé à l'aide de cette mesure de la pression différentielle. Le débit volumique délivré est proportionnel à la course du compresseur. Si en plus le rendement volumique du compresseur est connu sous forme d'une fonction du rapport des pressions P haute pression à P pression d'aspiration, on peut calculer la course du compresseur à partir du débit volumique, de la vitesse de rotation 5 et du rapport des pressions 8 à 7. Le rapport des pressions est mesuré ce faisant à l'aide du capteur de haute pression 8, respectivement du capteur de pression d'aspiration 7. En l'absence d'informations sur la pression d'aspiration 7 ou sur la haute pression 8, ces pressions peuvent aussi être déterminées indirectement à partir de la température de l'évaporateur dans le système de circulation ou à partir de la température ambiante de l'habitacle. Avec l'information sur la course du compresseur, on peut se prononcer sur la puissance absorbée par le compresseur, laquelle est nécessaire à la gestion du moteur. Par ailleurs, il est possible d'exploiter le compresseur avec une puissance spécifiée par la gestion du moteur en utilisant la course comme grandeur réglée pour la valve de régulation du compresseur. Ainsi, de par l'invention est créée une possibilité de se prononcer exactement sur la consommation de puissance du compresseur et de satisfaire l'exigence qu'un compresseur puisse être exploité avec une consommation de puissance prédéterminée, par exemple quand le moteur thermique ne peut ou ne doit mettre à disposition qu'un couple déterminé. Avec l'invention donc, une exploitation du compresseur avec une consommation de puissance prédéterminée, ou encore une régulation directe de la course du compresseur sont possibles. Sur la figure 2 est illustrée une autre variante pour la détermination de la pression différentielle 11. Ici, la pression différentielle PD est déterminée par un diaphragme de mesure, le débit volumique du compresseur étant envoyé dans la section haute pression à travers le diaphragme de mesure 12, et la différence de pression en amont et en aval du diaphragme de mesure, qui représente la pression différentielle PD, étant déterminée. Ce faisant, ce diaphragme de mesure peut être disposé aussi bien à l'extérieur du compresseur dans le circuit du climatiseur, qu'à l'intérieur du compresseur dans le carter ou dans la culasse. La figure 3 montre une autre variante pour la détermination de la pression différentielle 11, pour laquelle une tuyère de mesure 13 est utilisée comme résistance à l'écoulement pour le débit volumique du compresseur. La figure 4 montre une possibilité physique de déterminer la vitesse du débit volumique sur le côté haute pression du compresseur par un dispositif appelé anémomètre à fil chaud 15. La grandeur de mesure que délivre cet anémomètre à fil chaud est la vitesse d'écoulement 14 du débit volumique délivré par le compresseur. Au moyen des relations mentionnées ciavant, la course du compresseur peut être déterminée par l'intermédiaire de la vitesse, tout comme par l'intermédiaire de la pression différentielle. REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination de la course d'une machine à pistons à course variable, comme par exemple d'un compresseur à plateau en nutation ou d'un compresseur à plateau basculant, ou d'un compresseur à anneau basculant, en particulier pour des climatiseurs d'automobiles, caractérisé en ce que la course de la machine à pistons à course variable est déterminée indirectement à partir d'une pression différentielle PD (11) ou d'une vitesse V (14) du débit volumique et d'une différence de pression DP = P haute pression-P pression d'aspiration, ainsi que de la vitesse de rotation du compresseur. 2. Procédé de détermination de la course d'une machine à pistons à course variable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression différentielle PD (11) est déterminée à partir du débit volumique du compresseur (1) comme différence de pression à travers un dispositif à résistance. 3. Procédé de détermination de la course d'une machine à pistons à course variable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse V (14), résultant du débit volumique du compresseur, est déterminée par un anémomètre à fil chaud (15). 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif à résistance est un venturi (10). 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif à résistance est un diaphragme (12). 6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif à résistance est une tuyère (13). 7. Procédé selon une des revendications ci-avant, caractérisé en ce que la haute pression PH (8) et/ou la pression d'aspiration PS (7) sont mesurées chacune par un capteur de pression ou par un capteur de différence de pression avant et après le dispositif à résistance. 8. Procédé selon une des revendications ci-avant, caractérisé en ce que la haute pression PH (8) et/ou la pression d'aspiration PS (7) sont déterminées à partir d'une température de l'évaporateur ou d'une température ambiante de l'habitacle. 9. Procédé selon une des revendications ci-avant, caractérisé en ce que, par l'intermédiaire de la course du compresseur (1), la puissance absorbée par le compresseur (1) est déterminée. 10. Procédé selon une des revendications ci-avant, caractérisé en ce que la course du compresseur (1) est utilisée comme grandeur réglée pour la valve de régulation du compresseur. 11. Procédé selon une des revendications ci-avant, caractérisé en ce que, par l'intermédiaire de la détermination de la course, le compresseur de climatiseur (1) est exploité avec une puissance prédéterminée.