Brevet FR3091584A1 — publié le 20200710

Description Titre de l'invention : PROCEDE DE DIAGNOSTIC FONCTIONNEL D'UN EMBRAYAGE DE COMPRESSEUR DE CLIMATISATION PAR CAPTEUR DE VIBRATIONS Domaine technique de l'invention 100011 La présente invention concerne un procédé de diagnostic fonctionnel d'un embrayage de compresseur de système de climatisation par capteur de vibrations, l'embrayage étant associé à une poulie entraînée, ceci sur un bloc moteur intégrant le moteur thermique, avantageusement un moteur à allumage commandé. 100021 Un tel moteur thermique peut être utilisé dans divers moyens de transport, notamment dans un véhicule terrestre, par exemple un véhicule automobile mais aussi dans un aéronef ou un bateau bénéficiant d'un système de climatisation pour son habitacle. Art antérieur [0003] Il est connu qu'un bloc moteur de moteur thermique porte un capteur détectant les vi- brations d'un bloc moteur entourant un moteur thermique en supportant le compresseur et son embrayage, le capteur délivrant des signaux de vibrations. La fonction majeure de ce capteur est de détecter des vibrations qui sont analysées pour contrôler le fonctionnement du moteur thermique. [0004] Actuellement, une détection d'un dysfonctionnement d'un système de climatisation associé à un moteur thermique est assurée par trois diagnostics décrits ci-après. [0005] Le premier diagnostic est un diagnostic fonctionnel de fonction globale de la clima- tisation et. les deux autres diagnostics sont, quant à eux, des diagnostics électriques contrôlant le bon fonctionnement d'un capteur de pression du système de climatisation. [0006] Or, la climatisation est un système complexe composé de nombreuses pièces, comme une courroie, une ou des poulies, un compresseur, un régulateur de pression, un capteur de pression, des vannes et des conduites, un détendeur et un échangeur de chaleur. [0007] Les trois diagnostics actuellement disponibles permettent de sécuriser le système niais ne sont clairement pas suffisants pour identifier l'élément ou les éléments du système de climatisation causant le dysfonctionnement. [0008] Cc manque d'orientation impactc directement un service après-vente qui doit contrôler l'ensemble du système de climatisation avec dans de nombreux cas des changements de pièces non justifiés, cc qui implique un coût fort en garantie et un temps de recherche long. [0009] Lc document DE-A-102007012769 décrit un procédé de diagnostic permettant de 2 verifier l'état de combustion d'un moteur thermique par analyse de vibrations mesurées par un capteur de cliquetis. Parmi les éléments présents sur une façade accessoires d'un bloc moteur, l'analyse des vibrations permet la surveillance d'une pompe à eau, d'une pompe à huile de lubrification, d'un palier de roulement et de détecter leur possible dysfonctionnement. [0010] Il n'est ni décrit, ni suggéré dans ce document d'appliquer un tel procédé à un embrayage de compresseur de climatisation avec une poulie entraînée par le moteur thermique. [0011] Par conséquent, le problème à la hase de l'invention est de diagnostiquer de manière simple et rapide si l'embrayage d'un compresseur d'un système de climatisation dont l'entraînement se fait par une poulie entraînée sur le bloc moteur d'un moteur thermique est en défaut ou non. Résumé de l'invention [0012] A cet effet, la présente invention concerne un procédé de diagnostic fonctionnel d'un embrayage dc compresseur de système dc climatisation, l'embrayage étant associé à une poulie entraînée, un capteur détectant les vibrations d'un bloc moteur, entourant un moteur thermique en supportant le compresseur et son embrayage, et délivrant des signaux de vibrations, remarquable en ce qu'il est identifié, parmi les signaux envoyés par le capteur, les signaux caractéristiques d'un enclenchement de l'embrayage avec sa poulie associée de par leur forme et leur amplitude et quand un tel signal est délivré, il est diagnostiqué que l'embrayage du compresseur est fonctionnel. [0013] L'invention consiste à ajouter un diagnostic fonctionnel basé sur les mesures d'un capteur de vibrations déjà existant sur le moteur, ce qui n'entraîne aucun surcoût supplémentaire et permet de diagnostiquer très rapidement si l'embrayage est déficient ou non. [0014] L'embrayage du compresseur de système de climatisation, de par son fonc- tionnement, génère un bruit mécanique transmis à l'ensemble du bloc moteur et observable sur le capteur servant à la détection de vibrations, notamment un capteur de cliquetis. Le procédé selon la présente invention utilise cette détection précédemment non souhaitée et pouvant être qualifiée de détection parasite dans le cadre d'un fonctionnement normal du capteur de vibrations pour bâtir un procédé de diagnostic à partir de cette détection précédemment non souhaitée après traitement du signal du capteur de vibrations. [0015] Pour résoudre les difficultés mentionnées ci-dessus, l'invention consiste à ajouter des éléments logiciels d'interprétation des signaux du capteur de vibrations, déjà présent sur le moteur pour une autre détection relative principalement à la combustion dans le moteur thermique, afin d'identifier si l'embrayage du compresseur de système de cli- 3 matisation fonctionne correctement. [0016] Ainsi, il est possible de discriminer cette pièce du système de climatisation et, par éli- mination, de conclure à un dysfonctionnement d'autres pièces du système. [0017] En effet, si lors d'une panne de la fonction du système de climatisation, aucune mo- dification du signal du capteur cliquetis n'est observée à l'enclenchement du compresseur, cela signifie que l'embrayage ne fonctionne pas. Dans le cas contraire, d'autres pièces, comme non limitativement la courroie ou la chaîne d'entraînement de la poulie de compresseur ou l'échelon de compression peuvent être mis en cause. [0018] Il est ainsi obtenu une meilleure précision dans le diagnostic d'une avarie du système de climatisation, quand cette avarie concerne l'embrayage du compresseur de climatisation. [0019] Avantageusement, les signaux émis par le capteur sont des signaux de vibrations ana- logiques convertis en signaux numériques avant identification des signaux caractéristiques d'un enclenchement de l'embrayage. [0020] L'invention concerne un procédé de diagnostic complet d'un système de clima- tisation comprenant un compresseur de système de climatisation et un embrayage du compresseur connectant le compresseur à une poulie entraînée, plusieurs paramètres du système de climatisation étant diagnostiqués, remarquable en ce qu'il met en oeuvre un tel procédé de diagnostic fonctionnel d'un embrayage de compresseur de système de climatisation. [0021] L'objectif de l'invention est d'orienter les équipes après-vente dans le diagnostic du ou des éléments défectueux du système de climatisation et de ce fait de réduire les temps de recherche de panne tout en évitant les changements inutiles d'éléments du système. [0022] Tout ceci est effectué avec pour but final de diminuer les coûts de garantie et d'améliorer l'efficacité et l'efficience d'un service après-vente. [0023] Le fait de détecter d'emblée un dysfonctionnement ou non de l'embrayage du com- presseur du système de climatisation fait gagner du temps dans les recherches de la panne dans le système de climatisation et économise du temps tout en diminuant le coût des recherches. [0024] Avantageusement, il est procédé à au moins un des diagnostics supplémentaires pris unitairement ou en combinaison : un diagnostic de défaut d'un gradient de capteur de pression d'un fluide réfrigérant dans le système de climatisation par une variation de pression du fluide réfrigérant supérieure à un seuil prédéterminé pendant une période de temps prédéterminée, un diagnostic de dépassement d'une valeur limite haute du capteur de pression du fluide réfrigérant quand un ratio de tension du capteur de fluide réfrigérant est supérieur à un seuil maximal prédéterminé pendant une période de temps prédéterminée, un diagnostic de dépassement d'une valeur limite basse sur le capteur de pression du fluide réfrigérant quand un ratio de tension du capteur de fluide réfrigérant est inférieur à un seuil minimal prédéterminé, pendant une période de temps prédéterminée. [0025] Avantageusement, il est tout d'abord mis en oeuvre le diagnostic fonctionnel de l'embrayage de compresseur de système de climatisation et, si le diagnostic fonctionnel conclut à un embrayage en état de marche, il est mis en oeuvre ledit au moins un des diagnostics supplémentaires. [0026] L'invention concerne aussi un ensemble d'un bloc moteur de moteur thermique et d'au moins une unité électronique de contrôle en charge d'au moins un diagnostic établi sur un système de climatisation conformément à un tel procédé de diagnostic fonctionnel d'un embrayage d'un compresseur du système de climatisation ou conformément à un tel procédé de diagnostic complet du système de climatisation, le bloc moteur portant sur une façade accessoires une poulie de compresseur entraînée d'un compresseur de système de climatisation intégré dans le bloc moteur, un embrayage étant intercalé entre la poulie de compresseur et le compresseur, le bloc moteur portant aussi un capteur de vibrations, remarquable en cc que l'unité électronique de contrôle comprend ou est connectée à des moyens d'interprétation des vibrations relevées par le capteur pour une identification parmi les signaux envoyés par le capteur des signaux caractéristiques d'un enclenchement de l'embrayage et des moyens d'établissement d'un diagnostic fonctionnel de l'embrayage. [0027] Un tel ensemble permet de réduire les coûts en garantie en améliorant les diagnostics du système de climatisation en après-vente sans ajouter de surcoût. 11 n'est requis aucun coût supplémentaire en éléments car la solution est essentiellement logicielle en utilisant un capteur déjà existant. [0028] De plus, la solution proposée par la présente invention est amenée à perdurer sur la technologie de compresseur de système de climatisation avec embrayage. [0029] Avantageusement, le capteur transmet des signaux de vibrations à une première unité électronique de contrôle du moteur thermique en charge du fonctionnement du moteur thermique, la première unité comprenant les moyens d'interprétation des vibrations et des moyens d'émission à l'unité électronique de contrôle en charge d'au moins un diagnostic établi sur un système de climatisation dite deuxième unité soit d'un diagnostic fonctionnel de l'embrayage établi par des moyens d'établissement d'un diagnostic intégrés dans la première unité ou soit des signaux caractéristiques d'un enclenchement de l'embrayage aux moyens d'établissement d'un diagnostic intégrés dans la deuxième unité. [0030] Avantageusement, le capteur de vibrations est un capteur de cliquetis. [0031] Avantageusement, la poulie de compresseur est entraînée par une poulie de vi- lebrequin, associée à un vilebrequin entraûlé par le moteur thermique, à l'aide d'une chaîne ou courroie s'enroulant. autour des deux poulies. [0032] L'invention concerne un véhicule de transport comportant un moteur thermique et un système de climatisation d'un habitacle du véhicule de transport, remarquable en cc qu'il comprend un tel ensemble. Brève description des figures [0033] D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : [0034] [fie.11 - la fleure 1 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'un compresseur avec son embrayage et sa poulie d'entraînement sur un bloc moteur de moteur thermique, le procédé dc diagnostic pouvant être mis en oeuvre pour un tel compresseur, [0035] [fig.2] - la figure 2 est une représentation schématique de deux courbes dont une courbe supérieure montrant l'acquisition de trois fermetures successives de l'embrayage d'un compresseur de système dc climatisation et une courbe inférieure montrant les effets des fermetures sur le signal du capteur de vibrations présent sur le bloc moteur, une telle modification du signal du capteur de vibrations étant utilisée pour la mise en oeuvre du procédé de diagnostic selon l'invention, [0036] [fig.3] - la figure 3 est une représentation schématique d'une unité électronique de contrôle mettant en oeuvre un procédé de diagnostic complet d'un système de climatisation selon la présente invention. [0037] 11 est à garder à l'esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l'invention. Elles constituent des représentations schématiques dc principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à [échelle des applications pratiques. En particulier, les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives dc la réalité. Description détaillée de l'invention 100381 Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées. 100391 En se référant à toutes les figures et principalement à la figure I, la présente invention concerne un procédé de diagnostic fonctionnel d'un embrayage 2 de compresseur 3 de système de climatisation, l'embrayage 2 étant associé à une poulie 4 entraînée, la poulie 4 entraînant à son tour le compresseur 3 via l'embrayage 2. 100401 Un capteur détecte les vibrations d'un bloc moteur entourant un moteur thermique en supportant le compresseur 3 et son embrayage 2 et délivre des signaux de vibrations. 6 [0041] En se référant plus particulièrement à la figure 2, il est identifié parmi les signaux envoyés par le capteur les signaux caractéristiques d'un enclenchement de l'embrayage 2 avec sa poulie 4 associée de par leur forme et leur amplitude. [0042] Cependant, initialement, le capteur de vibrations était présent pour la capture de vi- brations relatives au moteur thermique et non à l'embrayage du compresseur 3. C'est donc une nouvelle fonction de détection qui est confiée au capteur de vibrations. [0043] L'embrayage 2 du compresseur 3 de système de climatisation de par son fonc- tionnement génère un bruit mécanique transmis à l'ensemble du bloc moteur et observable sur le capteur de vibrations présent sur le bloc moteur, un tel capteur de vibrations pouvant servir à la détection de cliquetis. Cc bruit provient du claquement de l'électroaimant venant pincer un disque de friction transformant la poulie 4 libre en poulie 4 solidaire de l'axe du compresseur 3. [0044] La figure 2, tout en se référant à la figure 1, présente deux courbes dont la première en partant du haut est une acquisition réalisée par un capteur de vibrations. L'embrayage 2 du compresseur 3 est sollicité à trois reprises, avec une variation d'une tension d'électroaimant U du compresseur 3 montrée en ordonnée en fonction d'un temps t en secondes s montré en abscisse. [0045] La courbe inférieure est la courbe du signal du capteur montré en fonction du temps t. L'effet de la fermeture sur le signal du capteur cliquetis est visible à cette courbe inférieure, la courbe du signal ayant été épurée de toutes les vibrations provenant d'autres sources. [0046] Il s'ensuit que, quand un tel signal est délivré, il est diagnostiqué que l'embrayage 2 du compresseur 3 est fonctionnel. [0047] Les signaux émis par le capteur peuvent être des signaux de vibrations analogiques convertis en signaux numériques avant identification des signaux caractéristiques d'un enclenchement de l'embrayage 2. [0048] Ainsi, en utilisant le signal d'un capteur de vibrations déjà présent sur le bloc moteur assurant initialement une autre fonction que la détection de l'enclenchement de l'embrayage 2 du compresseur 3 et en traitant ce signal de sorte à détecter les pics d'une certaine amplitude ou forme caractéristiques d'une fermeture de l'embrayage 2, il est possible de confirmer l'enclenchement de l'embrayage 2 via le signal du capteur de vibrations bien que cela n'était pas sa fonction première. [0049] Il est ainsi possible de vérifier le bon fonctionnement de l'embrayage 2 et de conclure par voie de conséquence que ce sont d'autres pièces du système de climatisation qui sont déficientes. [0050] L'invention concerne donc un procédé de diagnostic complet d'un système de clima- tisation comprenant un compresseur 3 de système de climatisation et un embrayage 2 du compresseur 3 connectant le compresseur 3 à une poulie 4 entraînée, plusieurs pa- 7 ramètres du système de climatisation étant diagnostiqués. [0051] Le procédé de diagnostic met en oeuvre un procédé de diagnostic fonctionnel d'un embrayage 2 de compresseur 3 de système de climatisation tel que précédemment décrit pour vérifier si l'embrayage 2 du compresseur 3 est fonctionnel, ce qui n'avait jamais été proposé par l'état de la technique. [0052] La figure 3, tout en se référant à la figure 1, représente une unité électronique de contrôle 1 pour la mise en oeuvre du procédé diagnostic complet d'un système de climatisation. La fonctionnalité ajoutée par la présente invention, à savoir un diagnostic de l'embrayage 2 du compresseur 3 est référencée 1.4 à cette figure 3. [0053] Il est à garder à l'esprit que la figure 3 ne montre qu'une forme préférentielle d'une unité électronique de contrôle mettant en oeuvre le procédé précédemment décrit. Il est possible que la mise en oeuvre du procédé soit répartie entre plusieurs unités électroniques de contrôle, dont une unité électronique de contrôle dédiée au moteur et connue sous l'acronyme CMM. Il est aussi possible que l'unité électronique de contrôle en charge du diagnostic de l'embrayage soit partiellement intégrée dans l'unité de contrôle moteur ou CMM. [0054] Ainsi, le diagnostic de l'embrayage du compresseur du système de climatisation peut être intégrée dans le calculateur de l'unité de contrôle moteur actuelle ou CMM dite ci-après première unité électronique de contrôle ou dans une unité électronique de contrôle supplémentaire 1 spécifiquement dédiée au diagnostic du système de climatisation désignée ci-après comme deuxième unité électronique de contrôle. [0055] L'entrant dans la première ou deuxième unité, à la figure 3 l'unité électronique de contrôle en charge du diagnostic du système de climatisation référencée 1 est le signal du capteur de vibrations 0.1 après un étage de transformation analogique/numérique 1.1. La sortie de la fonction correspond aux sorties normées de type diagnostic permettant le dialogue avec un gestionnaire de défauts 1.8. [0056] En parallèle ont été représentés les diagnostics actuels 1.5, 1.6 et 1.7. Un de ces diagnostics peut être basé sur le signal d'un capteur de pression du système de climatisation 0.2, transformé numériquement via la boîte 1.2, le capteur de pression étant bien entendu différent du capteur de vibrations. La référence 1.3 désigne des moyens de traitement et de mémorisation propres à l'unité électronique de contrôle 1 en charge du diagnostic. [0057] Ainsi, sans que cela soit exhaustif, il peut être procédé à au moins un des diagnostics supplémentaires pris unitairement ou en combinaison sélectionnés parmi la liste qui va être ci-après énoncée. [0058] Un premier diagnostic peut être un diagnostic de défaut d'un gradient de capteur de pression d'un fluide réfrigérant dans le système de climatisation par une variation de pression du fluide réfrigérant supérieure à un seuil prédéterminé pendant une période 8 de temps prédéterminée. [0059] Un deuxième diagnostic peut être un diagnostic de dépassement d'une valeur limite haute du capteur de pression du fluide réfrigérant quand un ratio de tension du capteur de fluide réfrigérant est supérieur à un seuil maximal prédéterminé pendant une période de temps prédéterminée. [0060] Un troisième diagnostic peut être un diagnostic de dépassement d'une valeur limite basse sur le capteur de pression du fluide réfrigérant quand un ratio de tension du capteur de fluide réfrigérant est inférieur à un seuil minimal prédéterminé, pendant une période de temps prédéterminée. [0061] Ces diagnostics sont bien connus de l'homme de l'art et n'ont pas besoin d'être ici plus amplement explicités. D'autres diagnostics peuvent être mis en oeuvre. [0062] Pour des raisons de rationalité du diagnostic, il peut être tout d'abord mis en oeuvre le diagnostic fonctionnel de l'embrayage 2 de compresseur 3 de système de climatisation. Si le diagnostic fonctionnel conclut à un embrayage 2 en état de marche, il est mis en oeuvre ledit au moins un des diagnostics supplémentaires dans le cas où le système de climatisation est déficient. [0063] L'invention concerne aussi un ensemble d'un bloc moteur de moteur thermique et d'au moins une unité électronique de contrôle en charge d'au moins un diagnostic établi sur un système de climatisation conformément à un tel procédé de diagnostic fonctionnel d'un embrayage 2 d'un compresseur 3 du système de climatisation ou conformément à un tel procédé de diagnostic complet du système de climatisation. Cette unité électronique de contrôle en charge du diagnostic a été précédemment désignée comme deuxième unité mais ceci n'est pas obligatoire. [0064] Le bloc moteur porte sur une façade accessoires une poulie 4 de compresseur d'un compresseur 3 de système de climatisation intégré dans le bloc moteur, la poulie 4 de compresseur étant entraînée par une poulie 4 de vilebrequin avec un embrayage 2 intercalé entre la poulie 4 de compresseur et le compresseur 3. Le bloc moteur porte aussi un capteur de vibrations qui peut être sous la forme d'un capteur de cliquetis. [0065] L'unité électronique de contrôle en charge du diagnostic, désignée sous la référence 1 à la figure 3, comprend ou est connectée à des moyens d'interprétation des vibrations relevées par le capteur pour une identification parmi les signaux envoyés par le capteur des signaux caractéristiques d'un enclenchement de l'embrayage 2. L'unité électronique de contrôle en charge du diagnostic comprend aussi des moyens d'établissement d'un diagnostic fonctionnel de l'embrayage 2, après traitement du signal et suppression des vibrations non provoquées par l'enclenchement de l'embrayage 2. [0066] Le capteur peut transmettre des signaux de vibrations à une première unité élec- tronique de contrôle du moteur thermique en charge du fonctionnement du moteur 9 thermique ou CMM. Ceci est plus logique qu'une transmission directe à l'unité électronique de contrôle en charge du diagnostic du système de climatisation, étant donné que le capteur de vibrations remplit une fonction majeure de surveillance d'une combustion dans le moteur gérée par la première unité ou unité CMM qui dispose de tous les moyens de traitement du signal. [0067] Ainsi dans cette forme de réalisation non limitative, la première unité ou unité CMM peut comprendre les moyens d'interprétation des vibrations et des moyens d'émission à l'unité électronique de contrôle dite deuxième unité en charge d'au moins un diagnostic établi sur un système de climatisation soit d'un diagnostic fonctionnel de l'embrayage 2 établi par des moyens d'établissement d'un diagnostic intégrés dans la première unité ou soit des signaux caractéristiques d'un enclenchement de l'embrayage 2 aux moyens d'établissement d'un diagnostic intégrés dans la deuxième unité. [0068] Dans le cadre de la présente invention, il est possible que l'interprétation des vi- brations ducs à l'enclenchement de l'embrayage 2 soit à la charge de la deuxième unité responsable du diagnostic du système de climatisation mais ceci n'est pas préféré étant donné que la première unité ou unité CMM est équipée de tous les moyens pour le faire. [0069] De manière générale, les différents traitements présentés à la figure 3, comme la transformation analogique/numérique, le gestionnaire des défauts, etc., peuvent être hébergés dans différents calculateurs ou ensemble de circuits imprimés sans sortir du cadre de la présente invention. [0070] Sur la façade accessoires du bloc moteur, la poulie 4 de compresseur peut être entraînée par une poulie 4 de vilebrequin, associée à un vilebrequin lui-même entraîné par le moteur thermique, à l'aide d'une chaîne ou courroie s'enroulant autour des deux poulies 4. [0071] L'invention concerne un véhicule de transport comportant un moteur thermique et un système de climatisation d'un habitacle du véhicule de transport comprenant un ensemble tel que précédemment décrit. Le véhicule peut être terrestre, naval ou volant. [0072] La présente invention peut donc s'appliquer à tous les moteurs aussi bien dans le domaine automobile qu'aux aéronefs ou encore au domaine maritime. [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4]