Brevet FR3061969A1 — publié le 20180720

Dispositif de réglage d'une tension de compresseur pour système de climatisation d'un véhicule automobile L'invention concerne un dispositif de réglage d'une tension pour commander un compresseur de fluide frigorigène d'un système de climatisation pour véhicule automobile. Généralement, un tel système de climatisation comprend un évaporateur configuré pour permettre un échange thermique entre le fluide frigorigène et un flux d'air, ainsi qu'un ventilateur de circulation dudit flux d'air à une vitesse donnée. Il est connu que le compresseur s'arrête si une température de l'air traversant l'évaporateur, dit température évaporateur, est inférieure ou égale à une première valeur seuil, dite température de coupure. L'arrêt du compresseur assure que le flux d'air traversant l'évaporateur présente une température suffisamment élevée pour que l'humidité contenue dans l'air ne gèle pas sur des ailettes de l'évaporateur. En d'autres termes, l'arrêt du compresseur permet d'assurer que la limite de givrage n'est pas atteinte. Le compresseur fonctionne quand la température évaporateur est supérieure ou égale à une deuxième température seuil, dite température d'enclenchement. La température d'enclenchement est supérieure à la température de coupure. Pendant le fonctionnement du compresseur, le flux d'air traversant l'évaporateur, est destiné à alimenter en air frais l'habitacle du véhicule automobile. Toutefois, le choix des valeurs de coupure et d'enclenchement, fixes, est délicat, dans la mesure où, si la température de coupure choisie est proche de la limite de givrage, il n'est pas rare que, selon les conditions d'utilisation du véhicule automobile, la limite de givrage soit malgré tout atteinte pendant le fonctionnement de la boucle de climatisation. 3061969 2 Néanmoins, si la température de coupure est choisie d'une valeur supérieure, alors il faut choisir également une valeur plus élevée pour la température d'enclenchement. Cependant, de telles valeurs plus élevées pour la température d'enclenchement et 5 de coupure ont un impact sur la température de l'air traversant l'évaporateur à destination de l'habitacle, et provoquent une dégradation du confort dans l'habitacle, dans le cas d'un besoin en performance froide importante demandée, la performance ne sera pas atteinte. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients. 10 A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de réglage d'une tension pour commander un compresseur de fluide frigorigène d'un système de climatisation pour véhicule automobile muni d'un évaporateur configuré pour un échange thermique entre le fluide frigorigène et un flux d'air, le système comprenant également un groupe moto-ventilateur de circulation dudit flux d'air à une vitesse donnée, le 15 dispositif comprenant une unité de transformation d'au moins une tension d'entrée en une tension de sortie, ladite unité comprenant une résistance variable en fonction de la vitesse du groupe moto-ventilateur de sorte que ladite tension de sortie est variable en fonction de la vitesse du groupe moto-ventilateur. Ainsi, le dispositif selon la présente invention permet de réguler le système de 20 climatisation, par pilotage du compresseur selon les conditions d'utilisation du véhicule automobile. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de transformation comprend une résistance variable en fonction de la température du flux d'air parcourant ledit évaporateur, dite thermo-résistance, montée en parallèle d'une résistance, dite 25 résistance additionnelle, en série d'un interrupteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de transformation comprend un élément de contrôle d'ouverture de l'interrupteur en fonction de la vitesse du groupe moto-ventilateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la thermo-résistance est une thermistance, de préférence une thermistance à coefficient de température négatif. 3061969 3 Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de transformation comprend un comparateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le comparateur comprend un amplificateur opérationnel présentant une entrée inverseuse, une entrée non 5 inverseuse et une sortie, l'amplificateur opérationnel étant alimenté électriquement par une tension d'alimentation et étant monté en saturation de sorte à présenter un cycle d'hystérésis entre deux seuils de commutation, la tension de sortie de l'unité de transformation étant égale à une tension de sortie de l'amplificateur opérationnel. Selon une autre caractéristique de l'invention, la thermo-résistance est montée io entre l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel et une masse. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de transformation comprend une résistance entre l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel et la sortie de l'amplificateur opérationnel. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de transformation comprend 15 une résistance entre une tension d'alimentation de l'amplificateur opérationnel et l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de transformation comprend une résistance entre la tension d'alimentation de l'amplificateur opérationnel et l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel. 20 Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de transformation comprend une résistance entre l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel et une masse. L'invention a également pour objet un système de climatisation pour véhicule automobile comprenant un dispositif de réglage tel que décrit précédemment. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre une vue en coupe longitudinale d'un système de 3061969 4 climatisation comprenant un compresseur commandé en tension par un dispositif de réglage de tension selon la présente invention ; - la figure 2 illustre une boucle thermodynamique mise en oeuvre par le système de la figure 1 ; 5 - la figure 3 illustre un schéma du dispositif de réglage de tension selon la présente invention ; - la figure 4 illustre une évolution d'une thermo-résistance en fonction d'une température évaporateur ; - la figure 5 illustre un cycle d'hystérésis d'une tension en sortie d'un 1 o amplificateur opérationnel du dispositif de la figure 3 en fonction d'une tension inverseuse dudit amplificateur opérationnel ; et - la figure 6 illustre une évolution au cours du temps d'une température évaporateur du système de la figure 1. Système de climatisation 15 Comme visible sur la figure 1, un système de climatisation 1 pour un véhicule automobile comprend un boîtier 2 muni d'une entrée (non illustrée) d'un flux d'air F dans le boîtier 2 et de bouches 3 de sortie d'air hors du boîtier 2 vers un habitacle du véhicule automobile. L'air pénétrant dans le boîtier 2 est mis en mouvement par un groupe moto- 20 ventilateur, non illustré. Le système de climatisation 1 comprend également un compresseur 100 relié à un condenseur 101 lui-même relié à un détendeur 102, lui-même relié à un évaporateur 4, qui est relié au compresseur 100, ce qui ferme la boucle (figure 2). De préférence, le compresseur est de type fixe ou de type à contrôle interne. 25 Dans cette boucle, circule un fluide frigorigène qui est mis en mouvement et comprimé dans le compresseur 100, puis subit une condensation dans le condenseur 101 avant d'être détendu dans le détendeur 102 et enfin subit une évaporation dans l'évaporateur 4. 3061969 5 L'évaporateur 4 et le condenseur sont des échangeurs de chaleur, dans chacun desquels le fluide frigorigène échange partiellement son énergie thermique avec un flux d'air. Dans l'évaporateur 4, le flux d'air F est refroidi par le fluide frigorigène. 5 Le système de climatisation 1 comprend également au moins un volet 5 de contournement au moins partiel de l'évaporateur 4. Le flux d'air F circulant dans le boîtier 2 en amont de l'évaporateur 4 est scindé en un flux d'air F1 traversant l'évaporateur et un flux d'air F2 traversant le conduit 6 et, de ce fait, contournant l'évaporateur 4. 1 o Le flux d'air F1 et le flux d'air F2 se mélangent à nouveau dans le boîtier 2 en aval de l'évaporateur 4, de sorte que la température d'un flux d'air de sortie F' dépend des débits respectifs des flux d'air F1 et F2. Comme visible sur la figure 1, le système de climatisation 1 comprend une pluralité de volets 7 configurés pour distribuer l'air hors du système de climatisation, 15 dans l'habitacle du véhicule automobile. Sur la figure 1, les aérateurs 7 sont dédiés respectivement aux pieds, ventilation et dégivrage de l'habitacle. Un capteur, tel qu'une sonde de température, référencé 8, mesure une température du flux d'air en sortie de l'évaporateur 4, et notée T. 20 La température T est par la suite appelée température évaporateur. Un autre capteur 8 mesure une température du flux d'air F' en sortie d'aérateur, et notée T'. La température du flux d'air F' est maintenue à une température de consigne, notée Tconsigne, qui est la température souhaitée par un occupant du véhicule 25 automobile. Le système 1 de climatisation comprend également un dispositif de réglage, 10 pour contrôler des arrêts et des démarrages successifs du compresseur, comme il va être détaillé en relation avec les figures 2 à 5. 3061969 6 Bien entendu, l'invention ne se limite pas au système de climatisation illustré à la figure 1. En particulier, la circulation des flux d'air F, F1, F2, F' dans le boîtier 2 peut différer selon l'agencement de divers éléments (évaporateur, présence éventuelle de radiateur, type de volets, répartition des conduits de sortie et des conduits d'entrée, 5 position du groupe moto-ventilateur) dans le boîtier 2, de même il est possible de ne pas prévoir un volet de contournement partiel de l'évaporateur et de l'équiper d'un volet de mixage gérant l'alimentation ou non en flux d'air de l'aérotherme. Dispositif de réglage L'invention a pour objet le dispositif 10 de réglage d'une tension pour commander 1 o le compresseur de fluide frigorigène du système de climatisation 1. Comme visible sur la figure 3, le dispositif 10 comprend une unité de transformation 11 d'au moins une tension d'entrée, notée Ve, en une tension de sortie, notée Vs. L'unité 11 comprend une résistance variable en fonction de la vitesse du groupe 15 moto-ventilateur de sorte que la tension de sortie est variable en fonction de la vitesse du groupe moto-ventilateur, comme il va être détaillé Comme visible sur la figure 3, l'unité de transformation 11 comprend une résistance variable en fonction de la température évaporateur T, dite thermorésistance, notée Rth. 20 Comme visible sur la figure 3, l'unité de transformation 11 comprend une autre résistance, dite résistance additionnelle et notée Ra, montée en série d'un interrupteur I. Une branche 12 comprenant la résistance additionnelle Ra et l'interrupteur I est montée en parallèle de la thermo-résistance Rth. 25 Avantageusement, la thermo-résistance est une thermistance, de préférence une thermistance à coefficient de température négatif. Dans ce cas, comme visible sur la figure 4, la résistance Rth est une fonction décroissante de la température évaporateur T. L'unité de transformation 11 comprend également un élément de contrôle 30 d'ouverture de l'interrupteur I en fonction de la vitesse du groupe moto-ventilateur, non illustré. Comme visible sur la figure 3, l'unité de transformation 11 comprend un 306 196 9 7 comparateur 13. Le comparateur 13 comprend un amplificateur opérationnel 14 présentant une entrée inverseuse, e-, une entrée non inverseuse, e+, et une sortie, p l'amplificateur opérationnel étant alimenté électriquement par une tension d'alimentation +Vcc, 5 La tension d'entrée Ve est la tension V- aux bornes de l'entrée inverseuse e-. L'amplificateur opérationnel 14 est monté de sorte à fonctionner en régime non linéaire de saturation. Comme visible sur la figure 3, la thermo-résistance Rth est montée entre l'entrée inverseuse e- de l'amplificateur opérationnel 14 et une masse, notée G (pour 10 REVENDICATIONS1. Dispositif de réglage d'une tension pour commander un compresseur de fluide frigorigène d'un système de climatisation pour véhicule automobile muni d'un évaporateur (4) configuré pour un échange thermique entre le fluide frigorigène et un flux d'air, le système (1) comprenant également un groupe moto-ventilateur apte à générer un flux d'air, le dispositif comprenant une unité de transformation (11) d'au moins une tension d'entrée (Ve) en une tension de sortie (Vs), ladite unité (11) comprenant une résistance variable en fonction d'une vitesse du groupe moto-ventilateur de sorte que ladite tension de sortie (Vs) est variable en fonction de la 1 o vitesse du groupe moto-ventilateur. 2. Dispositif de réglage selon la revendication 1, dans lequel l'unité de transformation (11) comprend une résistance variable (Rth) en fonction de la température du flux d'air parcourant ledit évaporateur (4), dite thermo-résistance, en parallèle d'une résistance (Ra), dite résistance additionnelle, en série d'un 15 interrupteur (I). 3. Dispositif de réglage selon la revendication précédente, dans lequel l'unité de transformation (11) comprend un élément de contrôle d'ouverture de l'interrupteur (I) en fonction de la vitesse du groupe moto-ventilateur. 4. Dispositif de réglage selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel la 20 thermo-résistance (Rth) est une thermistance, de préférence une thermistance à coefficient de température négatif. 5. Dispositif de réglage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'unité de transformation (11) comprend un comparateur (13). 6. Dispositif de réglage selon la revendication précédente, dans lequel le 25 comparateur (13) comprend un amplificateur opérationnel (14) présentant une entrée inverseuse (e-), une entrée non inverseuse (e+) et une sortie (s), l'amplificateur opérationnel (14) étant alimenté électriquement par une tension d'alimentation (Vcc) et étant monté en saturation de sorte à présenter un cycle d'hystérésis entre deux seuils de commutation (131, 132), la tension de sortie de l'unité de transformation (11) 30 étant égale à une tension de sortie (Vs) de l'amplificateur opérationnel (14). 3061969 14 7. Dispositif de réglage selon la revendication 6 quand elle dépend de l'une des revendications 2 à 4 par la revendication 5, dans lequel la thermo-résistance (Rth) est montée entre l'entrée inverseuse (e-) de l'amplificateur opérationnel (14) et une masse (G). 5 8. Dispositif de réglage selon l'une des revendications 6 ou 7, dans lequel l'unité de transformation (11) comprend une résistance (R2) entre l'entrée non inverseuse (e+) de l'amplificateur opérationnel (14) et la sortie (s) de l'amplificateur opérationnel (14). 9. Dispositif de réglage selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel l'unité de 1 o transformation (11) comprend une résistance (R1) entre une tension d'alimentation de l'amplificateur opérationnel (14) et l'entrée non inverseuse (e+) de l'amplificateur opérationnel (14). 10. Dispositif de réglage selon l'une des revendications 6 à 9, dans lequel l'unité de transformation (11) comprend une résistance (R4) entre la tension d'alimentation 15 de l'amplificateur opérationnel (14) et l'entrée inverseuse (e-) de l'amplificateur opérationnel (14). 11. Dispositif de réglage selon l'une des revendications 6 à 10, dans lequel l'unité de transformation (11) comprend une résistance (R3) entre l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel (14) et une masse (G). 20 12. Système de climatisation pour véhicule automobile comprenant un dispositif de réglage selon l'une des revendications précédentes.