EP4330607A1 - Procédé de calibrage d'une vanne d'expansion électronique au sein d'un dispositif de gestion thermique d'un véhicule automobile - Google Patents

Procédé de calibrage d'une vanne d'expansion électronique au sein d'un dispositif de gestion thermique d'un véhicule automobile

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Publication number
EP4330607A1
EP4330607A1 EP22725745.8A EP22725745A EP4330607A1 EP 4330607 A1 EP4330607 A1 EP 4330607A1 EP 22725745 A EP22725745 A EP 22725745A EP 4330607 A1 EP4330607 A1 EP 4330607A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
expansion valve
electronic expansion
calibration
stop
thermal management
Prior art date
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Pending
Application number
EP22725745.8A
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German (de)
English (en)
Inventor
Rody El Chammas
Jinming Liu
Patricia Gardie
Muriel Porto
Wissem NOUAINIA
Thomas Guenet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP4330607A1 publication Critical patent/EP4330607A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0075—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment
    • F16K37/0083—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring valve parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
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    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00885—Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
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    • F25B41/35—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators by rotary motors, e.g. by stepping motors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a method for calibrating an expansion valve. More particularly to an expansion valve within a thermal management device of a motor vehicle.
  • circuits of the cooling and/or heat pump type are based on the compression and expansion of a heat transfer fluid in order to cool or heat another element such as, for example, an air flow intended for the passenger compartment and/or the batteries in the case of an electric or hybrid vehicle.
  • thermal management devices thus comprise at least one compressor to compress the heat transfer fluid and at least one expansion valve to expand it.
  • These expansion valves are usually electronic expansion valves whose opening is controlled by a controlled stepper motor. These expansion valves also generally have a maximum closure in which the heat transfer fluid cannot or can hardly pass through the expansion valve, we then speak of a stop function. These expansion valves also have a maximum opening in which the heat transfer fluid can pass through the expansion valve with little or no loss of pressure.
  • the expansion valve In order to allow precise control of the opening of the expansion valves and therefore of the loss of pressure of the heat transfer fluid, it is necessary to regularly calibrate said expansion valve.
  • the expansion valve generally has a first stop, called low, close to its maximum closure and a second stop, called high, close to its maximum opening.
  • the stepper motor is operated until it reaches one or the other of the first or second stops in order to define the exact position of the expansion valve.
  • the multiplication of these calibration operations over time and the number of steps taken by the stepper motor to carry them out have an impact on the service life of said motor and therefore on that of the expansion valve.
  • the object of the present invention is therefore to remedy at least partially the drawbacks of the prior art and to propose a method for calibrating an electronic expansion valve whose impact on the life of the valve of electronic expansion is limited.
  • the present invention therefore relates to a method for calibrating an electronic expansion valve within a thermal management device of a motor vehicle, the opening of said electronic expansion valve being controllable by means of an electric stepper motor, said valve electronic expansion valve comprising a first so-called low stop in the direction of maximum closing of the electronic expansion valve and a second so-called high stop in the direction of maximum opening of the electronic expansion valve, each stop being a reference position making it possible to calibrate the electronic expansion valve, said method comprising the following steps:
  • the step of determining the number of steps between the predicted opening position of the electronic expansion valve and the first and second stops comprises an additional step, during said additional step, the number of steps between the initial opening position and the first stop is added to the number of steps between the first stop and the predicted open position and the number of steps between the initial open position and the second stopper is added to the number of steps between the second stopper and the predicted open position.
  • the step of determining a forecast position of the electronic expansion valve is carried out according to the future mode of operation of the thermal management device.
  • the step of determining a forecast position of the electronic expansion valve is carried out according to the external temperature with respect to a predefined temperature threshold.
  • the thermal management device comprises a first electronic expansion valve arranged upstream of a first evaporator:
  • the thermal management device comprises a second electronic expansion valve arranged upstream of an evapo-condenser, when the predicted position of the second electronic expansion valve is determined by the future operating mode of the thermal management device and that it is an intermediate position so as to allow the circulation of the refrigerant fluid with a loss of pressure, if a calibration of said second electronic expansion valve is requested, said calibration is carried out on the remote abutment by the smallest number of steps.
  • the thermal management device comprises a second electronic expansion valve arranged upstream of an evapo-condenser, when the predicted position of the second electronic expansion valve is a position intermediate so as to allow the circulation of the refrigerant fluid with a loss of pressure, if a calibration of said second electronic expansion valve is requested:
  • the thermal management device comprises a second electronic expansion valve arranged upstream of an evapo-condenser:
  • the thermal management device comprises a third electronic expansion valve arranged upstream of a second evaporator, said third electronic expansion valve and second evaporator being arranged in parallel with the first electronic expansion valve and first evaporator:
  • the electronic expansion valve comprises a position sensor at each stop so as to determine when the opening of said electronic expansion valve is at the stop.
  • the electronic expansion valve comprises physical stops such that the abutment position of the opening of the electronic expansion valve is determined by the resistance to rotation perceived by the electric stepper motor.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a thermal management device
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the thermal management device of Figure 1 in a first cooling mode or a dehumidification mode
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the thermal management device of Figure 1 in a second cooling mode
  • Figure 4 shows a schematic representation of the thermal management device of Figure 1 in a third cooling mode
  • Figure 5 shows a schematic representation of the thermal management device of Figure 1 in a first heat pump mode
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the thermal management device of Figure 1 in a second heat pump mode
  • Figure 7 shows a functional diagram of the steps of the method of calibration
  • FIG 8 shows a schematic representation of the calibration stroke of an electronic expansion valve according to a first example
  • FIG 9 shows a schematic representation of the calibration stroke calibration of an electronic expansion valve according to a second example
  • FIG 10 shows a schematic representation of the calibration stroke of an electronic expansion valve according to a third example.
  • identical elements bear the same reference numbers.
  • the following embodiments are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference is to the same embodiment, or that the features apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments may also be combined and/or interchanged to provide other embodiments.
  • first element or second element as well as first parameter and second parameter or else first criterion and second criterion, etc.
  • first criterion and second criterion etc.
  • it is a simple indexing to differentiate and name elements or parameters or criteria that are close, but not identical. This indexing does not imply a priority of one element, parameter or criterion over another and such denominations can easily be interchanged without departing from the scope of the present description. Nor does this indexing imply an order in time, for example, to assess such and such a criterion.
  • upstream means that one element is placed before another with respect to the direction of circulation of an air flow or of a fluid.
  • downstream we mean that one element is placed after another in relation to the direction of circulation of an air flow or a fluid.
  • FIG. 1 firstly shows an example of a thermal management device 1.
  • This thermal management device 1 here comprises a heat transfer fluid circuit, more precisely a refrigerant fluid, configured for the thermal management of a flow of internal air 200 intended for the passenger compartment as well as batteries within an electric or hybrid vehicle.
  • the thermal management device 1 is in the example presented reversible, that is to say that it is configured to cool the internal air flow 200 and/or the batteries according to different cooling modes but also capable of operating in one or more heat pump modes in order for example to heat the internal air flow 200.
  • the thermal management device 1 comprises a so-called main loop A (shown in bold lines) comprising, in the direction of circulation of the refrigerant fluid, a compressor 2, an internal condenser 3, an evaporator condenser 4 and a first evaporator 6. Upstream of the first evaporator 6 is arranged a first expansion device 5. Upstream of the evapo-condenser 4 is also arranged a second expansion device 7.
  • the main loop A can also comprise a accumulator 11 of refrigerant fluid arranged upstream of the compressor 2.
  • the evapo-condenser 4 is configured to be crossed by an external air flow 300.
  • the evapo-condenser 4 is in particular intended to be arranged in front of the motor vehicle.
  • the internal condenser 3 and the first evaporator 6 are for their part configured to be traversed by an internal air flow 200 intended for the passenger compartment.
  • the internal condenser 3 and the first evaporator 6 are thus for example arranged within a heating, ventilation and air conditioning device (not shown). Within this heating, ventilation and air conditioning device, the first evaporator 6 can be more particularly placed upstream of the internal condenser 3 in the direction of circulation of the internal air flow 200.
  • a device for blocking the flow of internal air 200 for example a flap (not shown) can also be present within the heating, ventilation and air conditioning device in order to prevent or not the internal air flow 200 from passing through the internal condenser 3.
  • the thermal management device 1 further comprises a first bypass B connecting a first connection point 31 to a second connection point 32.
  • the first connection point 31 is arranged on the main loop A downstream of the evapo -condenser 4, between said evapo-condenser 4 and the first expansion device 5.
  • the second connection point 32 is arranged on the main loop A downstream of the first evaporator 6, between said first evaporator 6 and the compressor 2 More precisely upstream of the accumulator 11 for example.
  • This first bypass B includes a first shut-off valve 21 in order to allow or not the passage of the refrigerant fluid in the said first bypass B.
  • the thermal management device 1 also comprises in this example of Figure 1, a second branch C connecting a third connection point 33 to a fourth connection point 34.
  • the third connection point 33 is arranged on the main loop A downstream of the internal condenser 3, between said internal condenser 3 and the second expansion device 7.
  • the fourth connection point 34 is arranged upstream of the first expansion device 5, between the first connection point 31 and said first expansion device 5.
  • the second bypass C comprises a second shut-off valve 22 in order to allow or not the passage of the refrigerant fluid in said second bypass C.
  • the main loop A may comprise a non-return valve 23, This non-return valve 23 is arranged on the main loop A upstream of the fourth connection point 34, between the first 31 and the fourth 34 connection point.
  • the thermal management device 1 may include a third branch D.
  • This third branch D includes a third expansion device 8 disposed upstream of a second evaporator 9 or cooler.
  • the third branch D is more particularly connected to the main loop A in parallel with the first evaporator 6 and its first expansion device 5.
  • the third branch D thus connects a fifth connection point 35 to a sixth connection point 36.
  • the fifth connection point 35 is arranged on the main branch A upstream of the fourth connection point 34, between the non-return valve 23 and said fourth connection point 34.
  • the sixth connection point 36 is meanwhile disposed on the first bypass B downstream of the first shut-off valve 21.
  • the second evaporator 9 can in particular be connected to an additional heat transfer fluid circuit (not shown) allowing thermal management, for example of the batteries of an electric vehicle or hybrid.
  • the second evaporator 9 thus allows the exchange of heat energy between the refrigerant fluid circulating in the third bypass and a heat transfer fluid circulating in an additional heat transfer fluid circuit.
  • the first 5, second 7 and third 8 expansion devices can more particularly be respectively a first 5, second 7 and third 8 electronic expansion valve.
  • These electronic expansion valves 5, 7, 8 can be controlled by means of an electric stepper motor between a maximum closure in which the electronic expansion valve 5,7,8 blocks the passage of the refrigerant fluid and a maximum opening of the electronic expansion valve 5,7,8 in which the expansion valve can pass the refrigerant fluid with little or no loss of pressure.
  • the thermal management device 1 of Figure 1 is thus configured to operate according to different operating modes illustrated in Figures 2 to 6.
  • Figures 2 to 6 the direction of circulation of the refrigerant fluid is represented by arrows.
  • the dotted lines correspond to sections in which the refrigerant fluid is not caused to circulate.
  • Figure 2 shows a first mode of cooling in which the refrigerant is compressed at the level of the compressor 2, passes through the internal condenser 3 without exchanging with the internal air flow 200 and passes through the second electronic expansion valve 7 without suffering pressure loss.
  • the refrigerant fluid then passes through the evapo-condenser 4 at the level of which it yields heat energy to the external air flow 300.
  • the refrigerant fluid then passes into the first electronic expansion valve 5 at the level of which it undergoes a loss of pressure before crossing the first evaporator 6. By crossing the first evaporator 6, the refrigerant fluid recovers calorific energy from the internal air flow 200 allowing the cooling of the latter.
  • the refrigerant then goes to compressor 2.
  • the second electronic expansion valve 7 is open to its maximum while the third electronic expansion valve 8 is at its maximum closure.
  • the first 21 and second 22 shut-off valves are closed.
  • Figure 3 shows a second cooling mode in which the refrigerant is compressed at the compressor 2, passes through the internal condenser 3 without exchanging with the internal air flow 200 and passes through the second electronic expansion valve 7 without suffering pressure loss.
  • the refrigerant fluid then passes through the evapo-condenser 4 at the level of which it yields heat energy to the external air flow 300.
  • the refrigerant fluid then passes into the third electronic expansion valve 8 at the level of which it undergoes a loss of pressure before crossing the second evaporator 9. By crossing the second evaporator 9, the refrigerant fluid recovers heat energy from the batteries allowing the latter to be cooled.
  • the refrigerant then goes to compressor 2.
  • the second electronic expansion valve 7 is open to its maximum while the first electronic expansion valve 5 is at its maximum closure.
  • the first 21 and second 22 stop valves are closed.
  • Figure 4 shows a third cooling mode which is a mixed mode between the first and the second cooling mode.
  • the refrigerant fluid is compressed at the level of the compressor 2, passes through the internal condenser 3 without exchanging with the internal air flow 200 and passes through the second electronic expansion valve 7 without suffering a loss of pressure.
  • the refrigerant fluid then passes through the evapo-condenser 4 at the level of which it transfers heat energy to the external air flow 300.
  • Part of the refrigerant passes through the third electronic expansion valve 8 at which it undergoes a loss of pressure before crossing the second evaporator 9.
  • the refrigerant recovers from the calorific energy of the batteries allowing the cooling of the latter.
  • Another part of the refrigerant passes through the first electronic expansion valve 5 at which it undergoes a loss of pressure before crossing the first evaporator 6.
  • the refrigerant recovers calorific energy of the internal air flow 200 allowing the cooling of the latter.
  • the second electronic expansion valve 7 is open to its maximum.
  • the first 21 and second 22 stop valves are closed.
  • Figure 5 shows a first heat pump mode in which the refrigerant is compressed at the compressor 2 and passes through then the internal condenser 3 at the level of which the refrigerant fluid yields heat energy to the internal air flow 200 to heat the latter.
  • the refrigerant fluid then passes into the second electronic expansion valve 7 which it passes through while undergoing a loss of pressure.
  • the refrigerant fluid then passes through the evapo-condenser 4 at which the refrigerant fluid recovers calorific energy from the external air flow 300.
  • the refrigerant fluid then joins the compressor 2 via the first branch B.
  • the first 5 and third 8 electronic expansion valves are closed.
  • the first stop valve 21 is open and the second stop valve 22 is closed.
  • Figure 6 shows a second energy recovery heat pump mode, in which the refrigerant fluid is compressed at the level of the compressor 2 and then passes through the internal condenser 3 at the level of which the refrigerant fluid yields heat energy to the internal air flow 200 to heat the latter.
  • the refrigerant fluid then passes through the second bypass C to join the third electronic expansion valve 8 which it crosses while undergoing a loss of pressure.
  • the refrigerant then passes through the second evaporator 9 at which the refrigerant recovers heat energy from the batteries.
  • the refrigerant then goes to the compressor.
  • the first 5 and second 7 electronic expansion valves are closed.
  • the first stop valve 21 is closed and the second stop valve 22 is open.
  • Another mode of operation can be a dehumidification mode in which the refrigerant fluid follows a path identical to that illustrated in FIG. 2.
  • the refrigerant fluid is compressed at the level of the compressor 2 and then passes through the internal condenser 3 at which the refrigerant fluid yields heat energy to the internal air flow 200 to heat the latter.
  • the refrigerant fluid then passes into the second electronic expansion valve 7 which it passes through while undergoing a first loss of pressure.
  • the refrigerant fluid then passes through the evapo-condenser 4 at the level of which the refrigerant fluid recovers calorific energy from the external air flow 300.
  • the refrigerant fluid then passes into the first electronic expansion valve 5 at the level of which it undergoes a loss of pressure before crossing the first evaporator 6.
  • the refrigerant fluid recovers calorific energy from the internal air flow 200 allowing the cooling of the latter.
  • the refrigerant then goes to compressor 2.
  • the third electronic expansion valve 8 is at its maximum closure.
  • the first 21 and second 22 shut-off valves are closed.
  • Each stop XI, X2 is a reference position allowing the expansion valve to be calibrated.
  • the calibration method according to the invention is illustrated in the diagram of Figure 7. This calibration method more specifically comprises the following steps:
  • the thermal management device can enter a final step 105 of using the thermal management device 1 in its chosen mode of operation.
  • the planned position Z as well as the first XI and second X2 stops are shown in Figures 8 to 10 showing schematically the opening ranges of an electronic expansion valve 5,7,8.
  • the initial position Init of the opening of the expansion valve 5,7,8 is also shown in Figures 8 to 10.
  • Such a calibration method thus makes it possible to choose the calibration path comprising the lowest number of steps for the stepper motor. This therefore extends the life of the stepper motor and therefore that of the electronic expansion valve 5,7,8.
  • This calibration process can in particular be preceded by a preliminary step 100 of requesting calibration.
  • This calibration request is in particular linked to the fact that the calibration can be carried out periodically, according to the manufacturer's instructions and requirements and/or each time the thermal management device 1 is started, for example when the motor vehicle is started. Whether such a preliminary step 100 of requesting calibration is not effective, the thermal management device 1 can be used directly. This is reflected in the diagram of FIG. 7 by a direct connection of this preliminary step 100 to the final step 105 of use of the thermal management device 1.
  • the first step 101 of determining a provisional opening position Z of the electronic expansion valve 5,7,8 can in particular be carried out according to the future mode of operation of the thermal management device 1.
  • each mode of operation implies a predefined opening position or at least a predefined opening range for each electronic expansion valve 5,7,8.
  • the first step 101 of determining a predicted opening position Z of the electronic expansion valve 5,7,8 can also be carried out according to an external temperature with respect to a predefined temperature threshold.
  • external temperature is meant here a temperature external to the thermal management device 1.
  • This external temperature can be for example the ambient temperature outside the motor vehicle, the temperature of the batteries or even the temperature of a heat transfer fluid circulating in an additional heat transfer fluid circuit. Similar to the operation mode to come, the external temperature can also imply a predefined opening position or at least a predefined opening range for each electronic expansion valve 5,7,8.
  • a predefined opening position Z of the electronic expansion valve 5,7,8 it is possible to determine a provisional opening position Z of the electronic expansion valve 5,7,8.
  • Figure 8 shows an example in which the planned position Z is located at an opening of the electric expansion valve 5,7,8 close to the first stop XL This implies that the loss of pressure of the refrigerant fluid when it will cross the electronic expansion valve 5,7,8 will be important. This is for example the case for the first electronic expansion valve 5 in the following operating modes mentioned above:
  • Figure 9 shows an example in which the predicted position Z is located at an opening of the electronic expansion valve 5,7,8 close to the second stop X2. This implies that the loss of pressure of the refrigerant when it will cross the electronic expansion valve 4,7,8 will be less important than in the example of Figure 8. This is for example the case for the second valve of 7 electronic expansion in dehumidification mode.
  • Figure 10 shows an example in which the predicted position Z is located at the level of the first stop XI of the electronic expansion valve 4,7,8. This implies that the electronic expansion valve 5,7,8 will be closed and will not let the refrigerant through.
  • the second step 102 of determining the number of steps between the planned opening position Z of the electronic expansion valve 5,7,8 and the first XI and second stops X2 can be carried out without the position of initial opening Init of the electronic expansion valve 5,7,8 is known during the calibration request. In this case, only the number of steps between the planned opening position Z of the electronic expansion valve 5,7,8 and the first X1 and second X2 stops is taken into account.
  • the second step 102 of determining the number of steps between the planned opening position Z of the electronic expansion valve 5,7,8 and the first XI and second X2 stops can nevertheless also be carried out when the position d
  • the initial opening Init of the electronic expansion valve 5,7,8 is known during the calibration request. It is for example possible to know the initial opening position Init of the electronic expansion valve 5,7,8 by knowing the previous mode of operation of the thermal management device 1.
  • the second step 102 then comprises an additional step 102 '.
  • the number of steps between the initial opening position Init and the first stop XI is added to the number of steps between the first stop XI and the provisional opening position Z.
  • the number of steps between the initial opening position Init and the second stop X2 is also added to the number of steps between the second stop X2 and the planned opening position Z.
  • the stop XI or X2 having the lowest number of steps is selected as the reference position to carry out the calibration of the electronic expansion valve 5,7,8.
  • the fourth step 104 of calibrating the electronic expansion valve 5,7,8 is itself carried out by opening or closing said electronic expansion valve 5,7,8 up to its reference position d opening on the stop XI, X2 having the lowest number of steps determined by the third step 103.
  • the calibration is carried out by closing the electronic expansion valve 5,7,8 until the first stop XI when the latter has been selected as the reference position in the third step 103.
  • the calibration is carried out by opening the electronic expansion valve 5,7,8 up to the second stop X2 when the latter has been selected as a reference position in the third step 103.
  • the detection of the arrival in abutment XI, X2 of the opening of the electronic expansion valve 5,7,8 may vary depending on the valve model.
  • each stop (XI, X2) may include a position sensor at each stop (XI, X2) so as to determine when the opening of said electronic expansion valve 5, 7, 8 is at a stop.
  • thermal management device 1 comprising a first electronic expansion valve 5 arranged upstream of a first evaporator 6, such as for example for a thermal management device 1 described in FIG. electronic expansion 5 can assume two different positions depending on the operating modes, an intermediate position or a closed position.
  • the number of steps between its planned opening position Z and the first stop XI will necessarily be the lowest because due to the function of the first evaporator 6, the provisional opening position Z will necessarily be closer to the first stop XI than to the second stop X2, as illustrated in figure 8.
  • the calibration method and in particular the second step 102 can be carried out either according to the mode of operation to come or according to the external temperature.
  • This second electronic expansion valve 7 can assume three different positions depending on the operating modes, an intermediate position, an open position or a closed position.
  • the predicted position Z of the second electronic expansion valve 7 is determined by the future mode of operation of the thermal management device 1.
  • the second electronic expansion valve 7 can have an intermediate position so as to allow the circulation of the refrigerant fluid with a loss of pressure in the first heat pump mode ( Figure 5) and in the dehumidification mode ( Figure 6) .
  • the predicted opening position Z of the second electronic expansion valve 7 will be closer to the first stop XI than to the second stop X2, as illustrated in figure 8. If a calibration is requested, then the latter will then be done on the first stop XI corresponding to the path with the lowest number of steps. In this case, the initial position (if it is known) can be taken into account in the third step 103 of determining the number of steps between the planned opening position Z of the electronic expansion valve 5,7,8 and the first XI and second X2 stops.
  • the predicted opening position Z of the second electronic expansion valve 7 will be closer to the second stop X2 than to the first stop XI , as illustrated in figure 9. If a calibration is requested, then the latter will then be done on the second stop X2 corresponding to the path with the lowest number of steps. In this case, the initial position (if it is known) can be taken into account in the third step 103 of determining the number of steps between the planned opening position Z of the electronic expansion valve 5,7,8 and the first XI and second X2 stops.
  • the second electronic expansion valve 7 can have a predicted position Z in the closed position so as to block the circulation of a refrigerant fluid in the second heat pump mode (FIG. 6).
  • the forecast position Z of the second electronic expansion valve 7 is a closed position
  • said calibration is performed on its first stop XI. Indeed, whatever the initial opening position Init of the second electronic expansion valve 7, the number of steps between its planned opening position Z and the first stop XI will necessarily be the lowest, as illustrated in figure 9.
  • the second electronic expansion valve 7 can have a predicted position Z in the open position so as to allow the circulation of the refrigerant fluid with little or no loss of pressure in the first (figure 2), second (figure 3) and third ( Figure 4) cooling modes.
  • the predicted position Z of the second electronic expansion valve 7 is an open position, if a calibration of said second electronic expansion valve 7 is requested, said calibration is carried out on its second stop X2. Indeed, whatever the initial opening position Init of the second electronic expansion valve 7, the number of steps between its planned opening position Z and the second stop X2 will necessarily be the lowest.
  • the provisional opening position Z of the second electronic expansion valve 7 can be determined as a function of the external temperature.
  • This external temperature can in particular be measured by means of a dedicated sensor.
  • This second embodiment is particularly suitable for the second electronic expansion valve
  • the calibration is carried out on the first stop XI.
  • This predefined temperature threshold can for example be 25° C. If the outside temperature is lower than 25°C, whether for the first heat pump mode or the dehumidification mode, the predicted opening position Z will be closer to the first stop XI than to the second stop X2, as shown on the face
  • This predefined temperature threshold can for example be 25° C. If the external temperature is higher than 25°C, whether for the first heat pump mode or the dehumidification, the planned opening position Z will be closer to the second stop X2 than to the first stop XI, as illustrated in figure 9. Indeed, in heat pump mode, as the external temperature is relatively high, it does not It is not necessary to have a large loss of refrigerant pressure in order to recover heat energy. The same applies to the dehumidification mode.
  • thermal management device 1 comprising a third electronic expansion valve 8 arranged upstream of a second evaporator 9, such as for example for a thermal management device 1 described in FIG. electronic expansion 8 can assume two different positions depending on the operating modes, an intermediate position or a closed position.
  • the planned opening position Z of the third electronic expansion valve 8 is an intermediate position so as to allow the circulation of the refrigerant fluid with a loss of pressure
  • said calibration is performed on its first stop XI.
  • the initial opening position Init of the third electronic expansion valve 8 the number of steps between its planned opening position Z and the first stop XI will necessarily be the lowest because due to the function of the second evaporator 9, the provisional opening position Z will necessarily be closer to the first stop XI than to the second stop X2, as illustrated in figure 8.

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Abstract

Procédé de calibrage d'une vanne d'expansion électronique (5,7,8) au sein d'un dispositif de gestion thermique (1) d'un véhicule automobile, l'ouverture de ladite vanne d'expansion électronique (5,7,8) étant pilotable au moyen d'un moteur électrique pas à pas, ladite vanne d'expansion électronique (5,7,8) comprenant une première butée (X1) dite basse dans la direction d'une fermeture maximum de la vanne d'expansion électronique (5,7,8) et une deuxième butée (X2) dite haute dans la direction d'une ouverture maximum de la vanne d'expansion électronique (5,7,8), chaque butée étant une position de référence permettant de calibrer la vanne d'expansion électronique ledit procédé comportant les étapes suivantes : - détermination d'une position prévisionnelle d'ouverture (Z) de la vanne d'expansion électronique (5,7,8), - détermination du nombre de pas entre la position prévisionnelle d'ouverture (Z) de la vanne d'expansion électronique (5,7,8) et les première (X1) et deuxième (X2) butées, - sélection comme position de référence la butée (X1, X2) ayant le nombre de pas le plus faible par rapport à la position prévisionnelle d'ouverture (Z), - calibrage de la vanne d'expansion électronique (5,7,8) par ouverture ou fermeture de ladite vanne d'expansion électronique (5,7,8) jusqu'à sa position de référence sélectionné.

Description

Procédé de calibrage d’une vanne d’expansion électronique au sein d’un dispositif de gestion thermique d’un véhicule automobile
[0001] La présente invention se rapporte à un procédé de calibration d’une vanne d’expansion. Plus particulièrement à une vanne d’expansion au sein d’un dispositif de gestion thermique d’un véhicule automobile.
[0002] Au sein des dispositifs de gestion thermique, des circuits de type refroidissement et/ou pompe à chaleur. Ces circuits s’appuient sur la compression et la détente d’un fluide caloporteur afin de refroidir ou réchauffer un autre élément comme par exemple un flux d’air à destination de l’habitacle et/ou des batteries s’il s’agit d’un véhicule électrique ou hybride.
[0003] Ces dispositifs de gestion thermiques comportent ainsi au moins un compresseur pour comprimer le fluide caloporteur et au moins une vanne d’expansion pour le détendre. Ces vannes d’expansion sont généralement des vannes d’expansion électroniques dont l’ouverture est contrôlée par un moteur pas à pas piloté. Ces vannes d’expansion ont également généralement une fermeture maximum dans laquelle le fluide caloporteur ne peut pas ou peu traverser la vanne d’expansion, on parle alors d’une fonction stop. Ces vannes d’expansion ont également une ouverture maximum dans laquelle le fluide caloporteur peut traverser la vanne d’expansion avec peu ou pas de perte de pression.
[0004] Afin de permettre un contrôle précis de l’ouverture des vannes d’expansion et donc de la perte de pression du fluide caloporteur, il est nécessaire d’effectuer régulièrement un calibrage de ladite vanne d’expansion. Pour cela, la vanne d’expansion comporte généralement une première butée, dite basse, proche de sa fermeture maximum et une deuxième butée, dite haute, proche de son ouverture maximum. Lors de cette opération de calibrage, le moteur pas à pas est actionné jusqu’à arriver à l’une ou l’autre des première ou deuxième butées afin de définir la position exacte de la vanne d’expansion. Cependant, la multiplication de ces opérations de calibrage au cours du temps et le nombre de pas effectué par le moteur pas à pas pour les réaliser impactent sur la durée de vie dudit moteur et donc sur celle de la vanne d’expansion.
[0005] Le but de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l’art antérieur et de proposer un procédé de calibrage de vanne d’expansion électronique dont l’impact sur la durée de vie de la vanne d’expansion électronique est limité.
[0006] La présente invention concerne donc un procédé de calibrage d’une vanne d’expansion électronique au sein d’un dispositif de gestion thermique d’un véhicule automobile, l’ouverture de ladite vanne d’expansion électronique étant pilotable au moyen d’un moteur électrique pas à pas, ladite vanne d’expansion électronique comprenant une première butée dite basse dans la direction d’une fermeture maximum de la vanne d’expansion électronique et une deuxième butée dite haute dans la direction d’une ouverture maximum de la vanne d’expansion électronique, chaque butée étant une position de référence permettant de calibrer la vanne d’expansion électronique ledit procédé comportant les étapes suivantes :
- détermination d’une position prévisionnelle d’ouverture de la vanne d’expansion électronique,
- détermination du nombre de pas entre la position prévisionnelle d’ouverture de la vanne d’expansion électronique et les première et deuxième butées,
- sélection comme position de référence la butée ayant le nombre de pas le plus faible par rapport à la position prévisionnelle d’ouverture,
- calibrage de la vanne d’expansion électronique par ouverture ou fermeture de ladite vanne d’expansion électronique jusqu’à sa position de référence sélectionné.
[0007] Selon un aspect de l’invention, lorsque la position d’ouverture initiale de la vanne d’expansion électronique est connue lors de la demande de calibrage, l’étape de détermination du nombre de pas entre la position prévisionnelle d’ouverture de la vanne d’expansion électronique et les première et deuxième butées comporte une étape additionnelle, lors de ladite étape additionnelle, le nombre de pas entre la position d’ouverture initiale et la première butée est ajouté au nombre de pas entre la première butée et la position prévisionnelle d’ouverture et le nombre de pas entre la position d’ouverture initiale et la deuxième butée est ajouté au nombre de pas entre la deuxième butée et la position prévisionnelle d’ouverture.
[0008] Selon un autre aspect de l’invention, l’étape de détermination d’une position prévisionnelle de la vanne d’expansion électronique est réalisée en fonction du mode de fonctionnement à venir du dispositif de gestion thermique.
[0009] Selon un autre aspect de l’invention, l’étape de détermination d’une position prévisionnelle de la vanne d’expansion électronique est réalisée en fonction de la température externe par rapport à un seuil de température prédéfini.
[0010] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique comporte une première vanne d’expansion électronique disposée en amont d’un premier évaporateur :
- lorsque la position prévisionnelle de la première vanne d’expansion électronique est une position fermée de sorte à bloquer la circulation d’un fluide réfrigérant, si un calibrage de ladite première vanne d’expansion électronique est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée,
- lorsque la position prévisionnelle de la première vanne d’expansion électronique est une position intermédiaire de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec une perte de pression, si un calibrage de ladite première vanne d’expansion électronique est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée.
[0011] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique comporte une deuxième vanne d’expansion électronique disposée en amont d’un évapo-condenseur, lorsque la position prévisionnelle de la deuxième vanne d’expansion électronique est déterminée par le mode de fonctionnement à venir du dispositif de gestion thermique et qu’il s’agit d’une position intermédiaire de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec une perte de pression, si un calibrage de ladite deuxième vanne d’expansion électronique est demandé, ledit calibrage est réalisé sur la butée distante d’un nombre de pas le plus réduit.
[0012] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique comporte une deuxième vanne d’expansion électronique disposée en amont d’un évapo-condenseur, lorsque la position prévisionnelle de la deuxième vanne d’expansion électronique est une position intermédiaire de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec une perte de pression, si un calibrage de ladite deuxième vanne d’expansion électronique est demandé :
- ledit calibrage est réalisé sur la première butée si la température externe est inférieure au seuil de température prédéfini,
- ledit calibrage est réalisé sur la deuxième butée si la température externe est supérieure au seuil de température prédéfini.
[0013] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique comporte une deuxième vanne d’expansion électronique disposée en amont d’un évapo-condenseur :
- lorsque la position prévisionnelle de la deuxième vanne d’expansion électronique est une position fermée de sorte à bloquer la circulation d’un fluide réfrigérant, si un calibrage de ladite deuxième vanne d’expansion électronique est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée,
- lorsque la position prévisionnelle de la deuxième vanne d’expansion électronique est une position ouverte de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec peu ou pas de perte de pression, si un calibrage de ladite deuxième vanne d’expansion électronique est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa deuxième butée.
[0014] Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif de gestion thermique comporte une troisième vanne d’expansion électronique disposée en amont d’un deuxième évaporateur, lesdits troisième vanne d’expansion électronique et deuxième évaporateur étant disposé en parallèle des première vanne d’expansion électronique et premier évaporateur :
- lorsque la position prévisionnelle de la troisième vanne d’expansion électronique est une position fermée de sorte à bloquer la circulation d’un fluide réfrigérant, si un calibrage de ladite troisième vanne d’expansion électronique est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée,
- lorsque la position prévisionnelle de la troisième vanne d’expansion électronique est une position intermédiaire de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec une perte de pression, si un calibrage de ladite troisième vanne d’expansion électronique est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée.
[0015] Selon un autre aspect de l’invention, la vanne d’expansion électronique comporte un capteur de position au niveau de chaque butée de sorte à déterminer lorsque l’ouverture de ladite vanne d’expansion électronique est en butée.
[0016] Selon un autre aspect de l’invention, la vanne d’expansion électronique comporte des butées physiques de sorte que la position en butée de l’ouverture de la vanne d’expansion électronique est déterminée par la résistance à la rotation perçue par le moteur électrique pas à pas.
[0017] D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, fournie à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels :
[0018] [Fig 1] la figure 1 montre une représentation schématique d’un dispositif de gestion thermique,
[0019] [Fig 2] la figure 2 montre une représentation schématique du dispositif de gestion thermique de la figure 1 dans un premier mode de refroidissement ou un mode de déshumidification,
[0020] [Fig 3] la figure 3 montre une représentation schématique du dispositif de gestion thermique de la figure 1 dans un deuxième mode de refroidissement, [0021] [Fig 4] la figure 4 montre une représentation schématique du dispositif de gestion thermique de la figure 1 dans un troisième mode de refroidissement, [0022] [Fig 5] la figure 5 montre une représentation schématique du dispositif de gestion thermique de la figure 1 dans un premier mode pompe à chaleur,
[0023] [Fig 6] la figure 6 montre une représentation schématique du dispositif de gestion thermique de la figure 1 dans un deuxième mode pompe à chaleur, [0024] [Fig 7] la figure 7 montre un diagramme fonctionnel des étapes du procédé de calibrage,
[0025] [Fig 8] la figure 8 montre une représentation schématique de la course de calibrage d’une vanne d’expansion électronique selon un premier exemple, [0026] [Fig 9] la figure 9 montre une représentation schématique de la course de calibrage d’une vanne d’expansion électronique selon un deuxième exemple, [0027] [Fig 10] la figure 10 montre une représentation schématique de la course de calibrage d’une vanne d’expansion électronique selon un troisième exemple. [0028] Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. [0029] Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.
[0030] Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère, etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tel ou tel critère.
[0031] Dans la présente description, on entend par « amont » qu’un élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation d’un flux d’air ou d’un fluide. A contrario, on entend par « aval » qu’un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation d’un flux d’air ou d’un fluide.
[0032] La figure 1 montre tout d’abord un exemple de dispositif de gestion thermique 1. Ce dispositif de gestion thermique 1 comporte ici un circuit de fluide caloporteur, plus précisément un fluide réfrigérant, configuré pour la gestion thermique d’un flux d’air interne 200 à destination de l’habitacle ainsi que de batteries au sein d’un véhicule électrique ou hybride. Le dispositif de gestion thermique 1 est dans l’exemple présenté inversible, c’est-à-dire qu’il est configuré pour refroidir le flux d’air interne 200 et/ou les batteries selon différents modes de refroidissement mais également apte à fonctionner dans un ou plusieurs modes de pompe à chaleur afin par exemple de réchauffer le flux d’air interne 200.
[0033] Il est cependant possible, sans sortir du cadre de l’invention d’imaginer d’autres architectures de dispositif de gestion thermique.
[0034] Comme illustré sur la figure 1, le dispositif de gestion thermique 1 comporte une boucle dite principale A (représentée en trait gras) comportant dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, un compresseur 2, un condenseur interne 3, un évapo-condenseur 4 et un premier évaporateur 6. En amont du premier évaporateur 6 est disposé un premier dispositif de détente 5. En amont de l’ évapo-condenseur 4 est également disposé un deuxième dispositif de détente 7. La boucle principale A peut également comporter un accumulateur 11 de fluide réfrigérant disposé en amont du compresseur 2.
[0035] L’ évapo-condenseur 4 est configuré pour être traversé par un flux d’air externe 300. Pour cela, l’ évapo-condenseur 4 est notamment destiné à être disposé en face avant du véhicule automobile. Le condenseur interne 3 et le premier évaporateur 6 sont quant à eux par exemple configurés pour être traversés par un flux d’air interne 200 à destination de l’habitacle. Le condenseur interne 3 et le premier évaporateur 6 sont ainsi par exemple disposés au sein d’un dispositif de chauffage, ventilation et d’air conditionné (non représenté). Au sein de ce dispositif de chauffage, ventilation et d’air conditionné, le premier évaporateur 6 peut être plus particulièrement disposé en amont du condenseur interne 3 dans le sens de circulation du flux d’air interne 200. Un dispositif de blocage du flux d’air interne 200, par exemple un volet (non représenté) peut également être présent au sein du dispositif de chauffage, ventilation et d’air conditionné afin d’empêcher ou non le flux d’air interne 200 de traverser le condenseur interne 3.
[0036] Le dispositif de gestion thermique 1 comporte en outre une première dérivation B reliant un premier point de raccordement 31 à un deuxième point de raccordement 32. Le premier point de raccordement 31 est disposé sur la boucle principale A en aval de l’évapo-condenseur 4, entre ledit évapo- condenseur 4 et le premier dispositif de détente 5. Le deuxième point de raccordement 32 est quant à lui disposé sur la boucle principale A en aval du premier évaporateur 6, entre ledit premier évaporateur 6 et le compresseur 2. Plus précisément en amont de l’accumulateur 11 par exemple. Cette première dérivation B comporte une première vanne d’arrêt 21 afin de permettre ou non le passage du fluide réfrigérant dans ladite première dérivation B.
[0037] Le dispositif de gestion thermique 1 comporte également dans cet exemple de la figure 1, une deuxième dérivation C reliant un troisième point de raccordement 33 à un quatrième point de raccordement 34. Le troisième point de raccordement 33 est disposé sur la boucle principale A en aval du condenseur interne 3, entre ledit condenseur interne 3 et le deuxième dispositif de détente 7. Le quatrième point de raccordement 34 est quant à lui disposé en amont du premier dispositif de détente 5, entre le premier point de raccordement 31 et ledit premier dispositif de détente 5. La deuxième dérivation C comporte une deuxième vanne d’arrêt 22 afin de permettre ou non le passage du fluide réfrigérant dans ladite deuxième dérivation C. Afin que le fluide réfrigérant ne reflux pas du quatrième point de raccordement 34 vers l’évapo-condenseur 4 lorsque la deuxième vanne d’arrêt est ouverte et que le fluide réfrigérant traverse la deuxième dérivation C, la boucle principale A peut comporter une vanne anti-retour 23, Cette vanne anti-retour 23 est disposée sur la boucle principale A en amont du quatrième point de raccordement 34, entre le premier 31 et le quatrième 34 point de raccordement.
[0038] Enfin, le dispositif de gestion thermique 1 peut comporter une troisième dérivation D. Cette troisième dérivation D comporte un troisième dispositif de détente 8 disposé en amont d’un deuxième évaporateur 9 ou refroidisseur. La troisième dérivation D est plus particulièrement connectée sur la boucle principale A en parallèle du premier évaporateur 6 et de son premier dispositif de détente 5. La troisième dérivation D relie ainsi un cinquième point de raccordement 35 à un sixième point de raccordement 36. Dans l’exemple présenté, le cinquième point de raccordement 35 est disposé sur la branche principale A en amont du quatrième point de raccordement 34, entre la vanne anti-retour 23 et ledit quatrième point de raccordement 34. Le sixième point de raccordement 36 est quant à lui disposé sur la première dérivation B en aval de la première vanne d’arrêt 21. Le deuxième évaporateur 9 peut notamment être relié à un circuit de fluide caloporteur annexe (non représenté) permettant la gestion thermique par exemple des batteries d’un véhicule électrique ou hybride. Le deuxième évaporateur 9 permet ainsi les échanges d’énergie calorifique entre le fluide réfrigérant circulant dans la troisième dérivation et un fluide caloporteur circulant dans un circuit de fluide caloporteur annexe.
[0039] Les premier 5, deuxième 7 et troisième 8 dispositifs de détente peuvent plus particulièrement être respectivement une première 5, deuxième 7 et troisième 8 vanne d’expansion électronique. Ces vannes d’expansion électroniques 5, 7, 8 sont pilotables au moyen d’un moteur électrique pas à pas entre une fermeture maximum dans laquelle la vanne d’expansion électronique 5,7,8 bloque le passage du fluide réfrigérant et une ouverture maximum de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 dans laquelle la vanne d’expansion peut laisser passer le fluide réfrigérant avec peu ou pas de perte de pression.
[0040] Le dispositif de gestion thermique 1 de la figure 1 est ainsi configuré pour fonctionner selon différents modes de fonctionnement illustrés aux figures 2 à 6. Sur les figures 2 à 6, le sens de circulation du fluide réfrigérant est représenté par des flèches. Les traits en pointillés correspondent à des sections dans lesquelles le fluide réfrigérant n’est pas amené à circuler.
[0041] La figure 2 montre un premier mode de refroidissement dans lequel le fluide réfrigérant est comprimé au niveau du compresseur 2, traverse le condenseur interne 3 sans échanger avec le flux d’air interne 200 et traverse la deuxième vanne d’expansion électronique 7 sans subir de perte de pression. Le fluide réfrigérant traverse ensuite l’évapo-condenseur 4 au niveau duquel il cède de l’énergie calorifique au flux d’air externe 300. Le fluide réfrigérant passe ensuite dans la première vanne d’expansion électronique 5 au niveau de laquelle il subit une perte de pression avant de traverser le premier évaporateur 6. En traversant le premier évaporateur 6, le fluide réfrigérant récupère de l’énergie calorifique du flux d’air interne 200 permettant le refroidissement de ce dernier. Le fluide réfrigérant rejoint ensuite le compresseur 2.
[0042] Dans ce premier mode de refroidissement, la deuxième vanne d’expansion électronique 7 est ouverte à son maximum tandis que la troisième vanne d’expansion électronique 8 est à sa fermeture maximum. Les première 21 et deuxième 22 vannes d’arrêt sont quant à elles fermées.
[0043] La figure 3 montre un deuxième mode de refroidissement dans lequel le fluide réfrigérant est comprimé au niveau du compresseur 2, traverse le condenseur interne 3 sans échanger avec le flux d’air interne 200 et traverse la deuxième vanne d’expansion électronique 7 sans subir de perte de pression. Le fluide réfrigérant traverse ensuite l’évapo-condenseur 4 au niveau duquel il cède de l’énergie calorifique au flux d’air externe 300. Le fluide réfrigérant passe ensuite dans la troisième vanne d’expansion électronique 8 au niveau de laquelle il subit une perte de pression avant de traverser le deuxième évaporateur 9. En traversant le deuxième évaporateur 9, le fluide réfrigérant récupère de l’énergie calorifique des batteries permettant le refroidissement de ces dernières. Le fluide réfrigérant rejoint ensuite le compresseur 2.
[0044] Dans ce deuxième mode de refroidissement, la deuxième vanne d’expansion électronique 7 est ouverte à son maximum tandis que la première vanne d’expansion électronique 5 est à sa fermeture maximum. Les première 21 et deuxième 22 vannes d’arrêt sont quant à elles fermées.
[0045] La figure 4 montre un troisième mode de refroidissement qui est un mode mixte entre le premier et le deuxième mode de refroidissement. Dans ce troisième mode de refroidissement, le fluide réfrigérant est comprimé au niveau du compresseur 2, traverse le condenseur interne 3 sans échanger avec le flux d’air interne 200 et traverse la deuxième vanne d’expansion électronique 7 sans subir de perte de pression. Le fluide réfrigérant traverse ensuite l’évapo-condenseur 4 au niveau duquel il cède de l’énergie calorifique au flux d’air externe 300.
[0046] Une partie du fluide réfrigérant passe dans la troisième vanne d’expansion électronique 8 au niveau de laquelle il subit une perte de pression avant de traverser le deuxième évaporateur 9. En traversant le deuxième évaporateur 9, le fluide réfrigérant récupère de l’énergie calorifique des batteries permettant le refroidissement de ces dernières.
[0047] Une autre partie du fluide réfrigérant passe dans la première vanne d’expansion électronique 5 au niveau de laquelle il subit une perte de pression avant de traverser le premier évaporateur 6. En traversant le premier évaporateur 6, le fluide réfrigérant récupère de l’énergie calorifique du flux d’air interne 200 permettant le refroidissement de ce dernier.
[0048] Ces deux parties de fluide réfrigérant se rejoignent au niveau du deuxième point de raccordement 32 avant de rejoindre le compresseur 2.
[0049] Dans ce troisième mode de refroidissement, la deuxième vanne d’expansion électronique 7 est ouverte à son maximum. Les première 21 et deuxième 22 vannes d’arrêt sont quant à elles fermées.
[0050] La figure 5 montre quant à elle un premier mode pompe à chaleur dans lequel le fluide réfrigérant est comprimé au niveau du compresseur 2 et traverse ensuite le condenseur interne 3 au niveau duquel le fluide réfrigérant cède de l’énergie calorifique au flux d’air interne 200 pour réchauffer ce dernier. Le fluide réfrigérant passe ensuite dans la deuxième vanne d’expansion électronique 7 qu’il traverse en subissant une perte de pression. Le fluide réfrigérant traverse ensuite l’évapo-condenseur 4 au niveau duquel le fluide réfrigérant récupère de l’énergie calorifique du flux d’air externe 300. Le fluide réfrigérant rejoint ensuite le compresseur 2 en passant par la première dérivation B.
[0051] Dans ce premier mode pompe à chaleur, les première 5 et troisième 8 vannes d’expansion électroniques sont fermées. La première vanne d’arrêt 21 est ouverte et la deuxième vanne d’arrêt 22 est fermée.
[0052] La figure 6 montre un deuxième mode pompe à chaleur de récupération d’énergie, dans lequel le fluide réfrigérant est comprimé au niveau du compresseur 2 et traverse ensuite le condenseur interne 3 au niveau duquel le fluide réfrigérant cède de l’énergie calorifique au flux d’air interne 200 pour réchauffer ce dernier. Le fluide réfrigérant passe ensuite dans la deuxième dérivation C pour rejoindre la troisième vanne d’expansion électronique 8 qu’il traverse en subissant une perte de pression. Le fluide réfrigérant traverse ensuite le deuxième évaporateur 9 au niveau duquel le fluide réfrigérant récupère de l’énergie calorifique des batteries. Le fluide réfrigérant rejoint ensuite le compresseur.
[0053] Dans ce deuxième mode pompe à chaleur, les première 5 et deuxième 7 vannes d’expansion électroniques sont fermées. La première vanne d’arrêt 21 est fermée et la deuxième vanne d’arrêt 22 est ouverte.
[0054] Un autre mode de fonctionnement peut être un mode de déshumidification dont le fluide réfrigérant suit un trajet identique à celui illustré à la figure 2. Dans ce mode de déshumidification, le fluide réfrigérant est comprimé au niveau du compresseur 2 et traverse ensuite le condenseur interne 3 au niveau duquel le fluide réfrigérant cède de l’énergie calorifique au flux d’air interne 200 pour réchauffer ce dernier. Le fluide réfrigérant passe ensuite dans la deuxième vanne d’expansion électronique 7 qu’il traverse en subissant une première perte de pression. Le fluide réfrigérant traverse ensuite l’évapo-condenseur 4 au niveau duquel le fluide réfrigérant récupère de l’énergie calorifique du flux d’air externe 300. Le fluide réfrigérant passe ensuite dans la première vanne d’expansion électronique 5 au niveau de laquelle il subit une perte de pression avant de traverser le premier évaporateur 6. En traversant le premier évaporateur 6, le fluide réfrigérant récupère de l’énergie calorifique du flux d’air interne 200 permettant le refroidissement de ce dernier. Le fluide réfrigérant rejoint ensuite le compresseur 2.
[0055] Dans ce mode de déshumidification, la troisième vanne d’expansion électronique 8 est à sa fermeture maximum. Les première 21 et deuxième 22 vannes d’arrêt sont quant à elles fermées.
[0056] Ces différents modes de fonctionnement sont ainsi dépendants du degré d’ouverture ou de la fermeture des vannes d’expansion électroniques 5,7,8.
Afin de calibrer ces vannes d’expansion électroniques 5,7,8, ces dernières comprennent :
- une première butée XI dite basse dans la direction d’une fermeture maximum de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 et
- une deuxième butée X2 dite haute dans la direction d’une ouverture maximum de la vanne d’expansion électronique 5,7,8.
[0057] Chaque butée XI, X2 est une position de référence permettant de calibrer la vanne d’expansion.
[0058] Le procédé de calibrage selon l’invention est illustré au diagramme de la figure 7. Ce procédé de calibrage comporte plus précisément les étapes suivantes :
- une première étape 101 de détermination d’une position prévisionnelle d’ouverture Z de la vanne d’expansion électronique 5,7,8,
- une deuxième étape 102 de détermination du nombre de pas entre la position prévisionnelle d’ouverture Z de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 et les première XI et deuxième X2 butées,
- une troisième étape 103 de sélection comme position de référence pour le calibrage de la butée XI, X2 ayant le nombre de pas le plus faible par rapport à la position prévisionnelle d’ouverture Z, et
- une quatrième étape 104 de calibrage par ouverture ou fermeture de ladite vanne d’expansion électronique 5,7,8 jusqu’à sa position de référence sélectionnée.
[0059] Suite à cette quatrième étape 104, le dispositif de gestion thermique peut entrer dans une étape finale 105 d’utilisation du dispositif de gestion thermique 1 dans son mode de fonctionnement choisi.
[0060] La position prévisionnelle Z ainsi que les première XI et deuxième X2 butées sont représentées sur les figures 8 à 10 montrant schématiquement les plages d’ouverture d’une vanne d’expansion électronique 5,7,8. La position initiale Init de l’ouverture de la vanne d’expansion 5,7,8 est également représentée sur les figures 8 à 10.
[0061] Un tel procédé de calibrage permet ainsi de choisir le chemin de calibrage comportant le nombre de pas le plus faible pour le moteur pas à pas. Cela permet donc d’allonger la durée de vie du moteur pas à pas et donc celle de la vanne d’expansion électronique 5,7,8.
[0062] Ce procédé de calibrage peut notamment être précédé d’une étape préalable 100 de demande de calibrage. Cette demande de calibrage est notamment liée au fait que le calibrage peut être réalisé périodiquement, selon les consignes et exigences du constructeur et/ou lors de chaque démarrage du dispositif de gestion thermique 1, par exemple lors du démarrage du véhicule automobile. Si une telle étape préalable 100 de demande de calibrage n’est pas effective, le dispositif de gestion thermique 1 peut directement être utilisé. Cela se traduit sur le diagramme de la figure 7 par un raccordement direct de cette étape préalable 100 à l’étape finale 105 d’utilisation du dispositif de gestion thermique 1.
[0063] La première étape 101 de détermination d’une position prévisionnelle d’ouverture Z de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 peut notamment être réalisée en fonction du mode de fonctionnement à venir du dispositif de gestion thermique 1. En effet, chaque mode de fonctionnement implique une position d’ouverture prédéfinie ou du moins une plage d’ouverture prédéfinie pour chaque vanne d’expansion électronique 5,7,8. Ainsi, en fonction du choix du mode de fonctionnement par un utilisateur ou par un système de climatisation automatique, il est possible de déterminer une position prévisionnelle d’ouverture Z de la vanne d’expansion électronique 5,7,8.
[0064] La première étape 101 de détermination d’une position prévisionnelle d’ouverture Z de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 peut également être réalisée en fonction d’une température externe par rapport à un seuil de température prédéfini. Par température externe, on entend ici une température externe au dispositif de gestion thermique 1. Cette température externe peut être par exemple la température ambiante à l’extérieure du véhicule automobile, la température des batteries ou encore la température d’un fluide caloporteur circulant dans un circuit de fluide caloporteur annexe. De même que pour le mode de fonctionnement à venir, la température externe peut également impliquer une position d’ouverture prédéfinie ou du moins une plage d’ouverture prédéfinie pour chaque vanne d’expansion électronique 5,7,8. Ainsi, en fonction de la température externe et notamment si elle est inférieure ou supérieure à un seuil prédéfini, il est possible de déterminer une position prévisionnelle d’ouverture Z de la vanne d’expansion électronique 5,7,8.
[0065] La figure 8 montre un exemple dans lequel la position prévisionnelle Z est située à une ouverture de la vanne d’expansion électrique 5,7,8 proche de la première butée XL Cela implique que la perte de pression du fluide réfrigérant lorsqu’il va traverser la vanne d’expansion électronique 5,7,8 sera importante. Cela est par exemple le cas pour la première vanne d’expansion électronique 5 dans les modes de fonctionnement cités précédemment suivants :
- le premier mode de refroidissement (figure 2),
- le troisième mode de refroidissement (figure 4), et
- le mode de déshumidification (figure 2).
Pour la deuxième vanne d’expansion électronique 7, cela est le cas uniquement dans le premier mode pompe à chaleur (figure 5).
Pour la troisième vanne d’expansion électronique 8, cela est le cas dans les modes de fonctionnement cités précédemment suivants :
- le deuxième mode de refroidissement (figure 3),
- le troisième mode de refroidissement (figure 4), et
- le deuxième mode pompe à chaleur (figure 6).
[0066] La figure 9 montre quant à elle un exemple dans lequel la position prévisionnelle Z est située à une ouverture de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 proche de la deuxième butée X2. Cela implique que la perte de pression du fluide réfrigérant lorsqu’il va traverser la vanne d’expansion électronique 4,7,8 sera moins importante que dans l’exemple de la figure 8. Cela est par exemple le cas pour la deuxième vanne d’expansion électronique 7 dans le mode de déshumidification.
[0067] La figure 10 montre enfin un exemple dans lequel la position prévisionnelle Z est située au niveau de la première butée XI de la vanne d’expansion électronique 4,7,8. Cela implique que la vanne d’expansion électronique 5,7,8 sera fermée et ne laissera pas passer le fluide réfrigérant.
Cela est par exemple le cas pour la première vanne d’expansion électronique 5 dans les modes de fonctionnement cités précédemment suivants :
- le deuxième mode de refroidissement (figure 3),
- le premier mode pompe à chaleur (figure 5), et
- le deuxième mode pompe à chaleur (figure 6).
Pour la deuxième vanne d’expansion électronique 7, cela est le cas uniquement dans le deuxième mode pompe à chaleur (figure 6).
Pour la troisième vanne d’expansion électronique 8, cela est le cas dans les modes de fonctionnement cités précédemment suivants :
- le premier mode de refroidissement (figure 2),
- le premier mode pompe à chaleur (figure 5), et
- le mode de déshumidification (figure 2).
[0068] Il est bien entendu possible d’imaginer d’autres exemples notamment dans lesquels la position prévisionnelle Z est située au niveau de la deuxième butée X2 de la vanne d’expansion électronique 4,7,8. Cela implique que la vanne d’expansion électronique 5,7,8 sera ouverte à son maximum et laissera passer le fluide réfrigérant avec peu ou pas de perte de pression. Cela est notamment le cas par exemple pour la deuxième vanne d’expansion électronique 7 dans les premier (figure 2) et deuxième (figure 3) modes de refroidissement.
[0069] La deuxième étape 102 de détermination du nombre de pas entre la position prévisionnelle d’ouverture Z de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 et les première XI et deuxième X2 butées peut être réalisée sans que la position d’ouverture initiale Init de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 soit connue lors de la demande de calibrage. Dans ce cas, seul le nombre de pas entre la position prévisionnelle d’ouverture Z de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 et les première XI et deuxième X2 butées est pris en compte. [0070] La deuxième étape 102 de détermination du nombre de pas entre la position prévisionnelle d’ouverture Z de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 et les première XI et deuxième X2 butées peut néanmoins être également réalisée lorsque la position d’ouverture initiale Init de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 est connue lors de la demande de calibrage. Il est par exemple possible de connaître la position d’ouverture initiale Init de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 en connaissant le mode de fonctionnement précédent du dispositif de gestion thermique 1. La deuxième étape 102 comporte alors une étape additionnelle 102’.
[0071] Lors de cette étape additionnelle 102’, le nombre de pas entre la position d’ouverture initiale Init et la première butée XI est ajouté au nombre de pas entre la première butée XI et la position prévisionnelle d’ouverture Z. Le nombre de pas entre la position d’ouverture initiale Init et la deuxième butée X2 est également ajouté au nombre de pas entre la deuxième butée X2 et la position prévisionnelle d’ouverture Z. Cela permet ainsi de tenir compte de la position d’ouverture initiale Init de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 et ainsi d’avoir une valeur de nombre de pas nécessaire pour le calibrage la plus proche de la réalité et ainsi pouvoir choisir le chemin de calibrage nécessitant le nombre de pas le plus faible.
[0072] Lors de la troisième étape 103, la butée XI ou X2 ayant le nombre de pas le plus faible est sélectionnée comme position de référence pour réaliser le calibrage de la vanne d’expansion électronique 5,7,8.
[0073] La quatrième étape 104 de calibrage de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 est quant à elle réalisée par ouverture ou fermeture de ladite vanne d’expansion électronique 5,7,8 jusqu’à sa position de référence d’ouverture sur la butée XI, X2 ayant le nombre de pas le plus faible déterminée par la troisième étape 103. Ainsi, le calibrage est réalisé par fermeture de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 jusqu’à la première butée XI lorsque cette dernière a été sélectionnée comme position de référence dans la troisième étape 103. De même, le calibrage est réalisé par ouverture de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 jusqu’à la deuxième butée X2 lorsque cette dernière a été sélectionnée comme position de référence dans la troisième étape 103. La détection de l’arrivée en butée XI, X2 de l’ouverture de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 peut varier en fonction du modèle de vanne.
[0074] Selon un premier mode de réalisation, la vanne d’expansion électronique 5, 7,
8 peut comporter un capteur de position au niveau de chaque butée (XI, X2) de sorte à déterminer lorsque l’ouverture de ladite vanne d’expansion électronique 5, 7, 8 est en butée.
[0075] Selon un deuxième mode de réalisation, la vanne d’expansion électronique 5,
7, 8 peut comporter des butées XI, X2 physiques de sorte que la position en butée de l’ouverture de la vanne d’expansion électronique 5, 7, 8 peut être déterminée par la résistance à la rotation perçue par le moteur électrique pas à pas.
[0076] Le fait de faire le calibrage sur cette la position de référence d’ouverture de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 permet d’avoir une position certaine de l’ouverture de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 pour une utilisation précise et un contrôle efficace de son ouverture lors de l’étape finale 105 d’utilisation du dispositif de gestion thermique 1 dans son mode de fonctionnement choisi.
[0077] Ainsi, il est possible d’établir différentes stratégies de calibrage en fonction de quelle vanne d’expansion électronique 5,7,8 doit être calibrée.
[0078] Pour un dispositif de gestion thermique 1 comportant une première vanne d’expansion électronique 5 disposée en amont d’un premier évaporateur 6, comme par exemple pour un dispositif de gestion thermique 1 décrit à la figure 1. Cette première vanne d’expansion électronique 5 peut prendre deux positions différentes selon les modes de fonctionnement, une position intermédiaire ou une position fermée.
[0079] Lorsque la position prévisionnelle d’ouverture Z de la première vanne d’expansion électronique 5 est une position fermée de sorte à bloquer la circulation d’un fluide réfrigérant, si un calibrage de ladite première vanne d’expansion électronique 5 est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée XL Cela est notamment possible comme décrit plus haut dans le deuxième mode de refroidissement (figure 3), le premier mode pompe à chaleur (figure 5) et le deuxième mode pompe à chaleur (figure 6). En effet, quel que soit la position d’ouverture initiale Init de la première vanne d’expansion électronique 5, le nombre de pas entre sa position prévisionnelle d’ouverture Z et la première butée XI sera obligatoirement le plus faible, comme illustré sur la figure 10.
[0080] De même, lorsque la position prévisionnelle d’ouverture Z de la première vanne d’expansion électronique 5 est une position intermédiaire de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec une perte de pression, si un calibrage de ladite première vanne d’expansion électronique 5 est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée XL Cela est notamment possible comme décrit plus haut dans le premier mode de refroidissement (figure 2), le troisième mode de refroidissement (figure 4), et le mode de déshumidification (figure 2). En effet, quel que soit la position d’ouverture initiale Init de la première vanne d’expansion électronique 5, le nombre de pas entre sa position prévisionnelle d’ouverture Z et la première butée XI sera obligatoirement le plus faible car du fait de la fonction du premier évaporateur 6, la position prévisionnelle d’ouverture Z sera forcément plus proche de la première butée XI que de la deuxième butée X2, comme illustré sur la figure 8.
[0081] Ainsi, pour cette première vanne d’expansion électronique 5, le calibrage sera réalisé sur la première butée XI quel que soit le mode de fonctionnement à venir après la quatrième étape 104de calibrage.
[0082] Pour un dispositif de gestion thermique 1 comportant une deuxième vanne d’expansion électronique 7 disposée en amont d’un évapo-condenseur 4, comme par exemple pour un dispositif de gestion thermique 1 décrit à la figure 1, le procédé de calibrage et notamment la deuxième étape 102 peut être réalisé soit en fonction du mode de fonctionnement à venir soit en fonction de la température externe. Cette deuxième vanne d’expansion électronique 7 peut prendre trois positions différentes selon les modes de fonctionnement, une position intermédiaire, une position ouverte ou une position fermée.
[0083] Selon un premier mode de réalisation, la position prévisionnelle Z de la deuxième vanne d’expansion électronique 7 est déterminée par le mode de fonctionnement à venir du dispositif de gestion thermique 1.
[0084] La deuxième vanne d’expansion électronique 7 peut avoir une position intermédiaire de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec une perte de pression dans le premier mode pompe à chaleur (figure 5) et dans le mode déshumidification (figure 6).
[0085] Pour un mode de fonctionnement à venir comme le premier mode pompe à chaleur (figure 5) la position prévisionnelle d’ouverture Z de la deuxième vanne d’expansion électronique 7 sera plus proche de la première butée XI que de la deuxième butée X2, comme illustré sur la figure 8. Si un calibrage est demandé, alors ce dernier se fera alors sur la première butée XI correspondant au chemin avec le nombre de pas le plus faible. Dans ce cas de figure, la position initiale (si elle est connue) peut entrer en compte dans la troisième étape 103 de détermination du nombre de pas entre la position prévisionnelle d’ouverture Z de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 et les première XI et deuxième X2 butées.
[0086] Pour un mode de fonctionnement à venir comme le mode de déshumidification, (figure 6) la position prévisionnelle d’ouverture Z de la deuxième vanne d’expansion électronique 7 sera plus proche de la deuxième butée X2 que de la première butée XI, comme illustré sur la figure 9. Si un calibrage est demandé, alors ce dernier se fera alors sur la deuxième butée X2 correspondant au chemin avec le nombre de pas le plus faible. Dans ce cas de figure, la position initiale (si elle est connue) peut entrer en compte dans la troisième étape 103 de détermination du nombre de pas entre la position prévisionnelle d’ouverture Z de la vanne d’expansion électronique 5,7,8 et les première XI et deuxième X2 butées.
[0087] La deuxième vanne d’expansion électronique 7 peut avoir une position prévisionnelle Z en position fermée de sorte à bloquer la circulation d’un fluide réfrigérant dans le deuxième mode pompe à chaleur (figure 6). Ainsi, lorsque la position prévisionnelle Z de la deuxième vanne d’expansion électronique 7 est une position fermée, si un calibrage de ladite deuxième vanne d’expansion électronique 7 est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée XI. En effet, quel que soit la position d’ouverture initiale Init de la deuxième vanne d’expansion électronique 7, le nombre de pas entre sa position prévisionnelle d’ouverture Z et la première butée XI sera obligatoirement le plus faible, comme illustré sur la figure 9.
[0088] La deuxième vanne d’expansion électronique 7 peut avoir une position prévisionnelle Z en position ouverte de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec peu ou pas de perte de pression dans les premier (figure 2), deuxième (figure 3) et troisième (figure 4) modes de refroidissement. Ainsi, lorsque la position prévisionnelle Z de la deuxième vanne d’expansion électronique 7 est une position ouverte, si un calibrage de ladite deuxième vanne d’expansion électronique 7 est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa deuxième butée X2. En effet, quel que soit la position d’ouverture initiale Init de la deuxième vanne d’expansion électronique 7, le nombre de pas entre sa position prévisionnelle d’ouverture Z et la deuxième butée X2 sera obligatoirement le plus faible.
[0089] Selon un deuxième mode de réalisation, la position prévisionnelle d’ouverture Z de la deuxième vanne d’expansion électronique 7 peut être déterminée en fonction de la température externe. Cette température externe peut notamment être mesurée au moyen d’un capteur dédié. Ce deuxième mode de réalisation est particulièrement adapté pour la deuxième vanne d’expansion électronique
7, notamment dans des modes de fonctionnements dans lesquels ladite deuxième vanne d’expansion électronique 7 peut avoir une position intermédiaire de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec une perte de pression comme dans le premier mode pompe à chaleur (figure 5) et comme dans le mode déshumidification (figure 6).
[0090] Si la température externe est inférieure au seuil de température prédéfini, le calibrage est réalisé sur la première butée XI. Ce seuil de température prédéfini peut par exemple être 25°C. Si la température externe est inférieure à 25°C, que ce soit pour le premier mode pompe à chaleur ou le mode déshumidification, la position prévisionnelle d’ouverture Z sera plus proche de la première butée XI que de la deuxième butée X2, comme illustré sur la figure
8. En effet, en mode pompe à chaleur, comme la température externe est relativement basse il est nécessaire d’avoir une grande perte de pression du fluide réfrigérant afin de récupérer de l’énergie calorifique. De même pour le mode de déshumidification.
[0091] Si la température externe est supérieure au seuil de température prédéfini le calibrage est réalisé sur la deuxième butée X2. Ce seuil de température prédéfini peut par exemple être 25°C. Si la température externe est supérieure à 25°C, que ce soit pour le premier mode pompe à chaleur ou le mode déshumidification, la position prévisionnelle d’ouverture Z sera plus proche de la deuxième butée X2 que de la première butée XI, comme illustré sur la figure 9. En effet, en mode pompe à chaleur, comme la température externe est relativement élevée il n’est pas nécessaire d’avoir une grande perte de pression du fluide réfrigérant afin de récupérer de l’énergie calorifique. De même pour le mode de déshumidification.
[0092] Pour un dispositif de gestion thermique 1 comportant une troisième vanne d’expansion électronique 8 disposée en amont d’un deuxième évaporateur 9, comme par exemple pour un dispositif de gestion thermique 1 décrit à la figure 1. Cette troisième vanne d’expansion électronique 8 peut prendre deux positions différentes selon les modes de fonctionnement, une position intermédiaire ou une position fermée.
[0093] Lorsque la position prévisionnelle d’ouverture Z de la troisième vanne d’expansion électronique 8 est une position fermée de sorte à bloquer la circulation d’un fluide réfrigérant, si un calibrage de ladite première vanne d’expansion électronique 5 est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée XI. Cela est notamment possible comme décrit plus haut dans le premier mode de refroidissement (figure 2) et le premier mode pompe à chaleur (figure 5). En effet, quel que soit la position d’ouverture initiale Init de la troisième vanne d’expansion électronique 5, le nombre de pas entre sa position prévisionnelle d’ouverture Z et la première butée XI sera obligatoirement le plus faible, comme illustré sur la figure 10.
[0094] De même, lorsque la position prévisionnelle d’ouverture Z de la troisième vanne d’expansion électronique 8 est une position intermédiaire de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec une perte de pression, si un calibrage de ladite troisième vanne d’expansion électronique 8 est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée XI. Cela est notamment possible comme décrit plus haut dans le deuxième mode de refroidissement (figure 3), le troisième mode de refroidissement (figure 4) et le deuxième mode pompe à chaleur (figure 6). En effet, quel que soit la position d’ouverture initiale Init de la troisième vanne d’expansion électronique 8, le nombre de pas entre sa position prévisionnelle d’ouverture Z et la première butée XI sera obligatoirement le plus faible car du fait de la fonction du deuxième évaporateur 9, la position prévisionnelle d’ouverture Z sera forcément plus proche de la première butée XI que de la deuxième butée X2, comme illustré sur la figure 8.
[0095] Ainsi, on voit bien que de part ce procédé de calibrage, il est possible de limiter le nombre de pas nécessaire au moteur pas à pas pour effectuer le calibrage d’une vanne d’expansion électronique. Cela permet ainsi d’augmenter la durée de vie du moteur pas à pas et ainsi celle de la vanne d’expansion électronique également.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé de calibrage d’une vanne d’expansion électronique (5,7,8) au sein d’un dispositif de gestion thermique (1) d’un véhicule automobile, l’ouverture de ladite vanne d’expansion électronique
(5,7,8) étant pilotable au moyen d’un moteur électrique pas à pas, ladite vanne d’expansion électronique (5,7,8) comprenant une première butée (XI) dite basse dans la direction d’une fermeture maximum de la vanne d’expansion électronique (5,7,8) et une deuxième butée (X2) dite haute dans la direction d’une ouverture maximum de la vanne d’expansion électronique (5,7,8), chaque butée étant une position de référence permettant de calibrer la vanne d’expansion électronique ledit procédé comportant les étapes suivantes :
- détermination d’une position prévisionnelle d’ouverture (Z) de la vanne d’expansion électronique (5,7,8),
- détermination du nombre de pas entre la position prévisionnelle d’ouverture (Z) de la vanne d’expansion électronique (5,7,8) et les première (XI) et deuxième (X2) butées,
- sélection comme position de référence la butée (XI, X2) ayant le nombre de pas le plus faible par rapport à la position prévisionnelle d’ouverture (Z) ,
- calibrage de la vanne d’expansion électronique (5,7,8) par ouverture ou fermeture de ladite vanne d’expansion électronique
(5,7,8) jusqu’à sa position de référence sélectionnée.
[Revendication 2] Procédé de calibrage selon la revendication 1 caractérisé en ce que lorsque la position d’ouverture initiale (Init) de la vanne d’expansion électronique (5,7,8) est connue lors de la demande de calibrage, l’étape de détermination du nombre de pas entre la position prévisionnelle d’ouverture (Z) de la vanne d’expansion électronique
(5,7,8) et les première (XI) et deuxième (X2) butées comporte une étape additionnelle, lors de ladite étape additionnelle, le nombre de pas entre la position d’ouverture initiale (Init) et la première butée (XI) est ajouté au nombre de pas entre la première butée (XI) et la position prévisionnelle d’ouverture (Z) et le nombre de pas entre la position d’ouverture initiale (Init) et la deuxième butée (X2) est ajouté au nombre de pas entre la deuxième butée (X2) et la position prévisionnelle d’ouverture (Z).
[Revendication 3] Procédé de calibrage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape de détermination d’une position prévisionnelle (Z) de la vanne d’expansion électronique (5,7,8) est réalisée en fonction du mode de fonctionnement à venir du dispositif de gestion thermique (1).
[Revendication 4] Procédé de calibrage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape de détermination d’une position prévisionnelle (Z) de la vanne d’expansion électronique (5,7,8) est réalisée en fonction de la température externe par rapport à un seuil de température prédéfini.
[Revendication 5] Procédé de calibrage selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le dispositif de gestion thermique (1) comporte une première vanne d’expansion électronique (5) disposée en amont d’un premier évaporateur (6) :
- lorsque la position prévisionnelle (Z) de la première vanne d’expansion électronique (5) est une position fermée de sorte à bloquer la circulation d’un fluide réfrigérant, si un calibrage de ladite première vanne d’expansion électronique (5) est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée (XI),
- lorsque la position prévisionnelle (Z) de la première vanne d’expansion électronique (5) est une position intermédiaire de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec une perte de pression, si un calibrage de ladite première vanne d’expansion électronique (5) est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée (XI).
[Revendication 6] Procédé de calibrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de gestion thermique (1) comporte une deuxième vanne d’expansion électronique (7) disposée en amont d’un évapo- condenseur (4), lorsque la position prévisionnelle (Z) de la deuxième vanne d’expansion électronique (7) est déterminée par le mode de fonctionnement à venir du dispositif de gestion thermique (1) et qu’il s’agit d’une position intermédiaire de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec une perte de pression, si un calibrage de ladite deuxième vanne d’expansion électronique (6) est demandé, ledit calibrage est réalisé sur la butée (XI, X2) distante d’un nombre de pas le plus réduit.
[Revendication 7] Procédé de calibrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de gestion thermique (1) comporte une deuxième vanne d’expansion électronique (7) disposée en amont d’un évapo- condenseur (4), lorsque la position prévisionnelle (Z) de la deuxième vanne d’expansion électronique (7) est une position intermédiaire de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec une perte de pression, si un calibrage de ladite deuxième vanne d’expansion électronique (7) est demandé :
- ledit calibrage est réalisé sur la première butée (XI) si la température externe est inférieure au seuil de température prédéfini,
- ledit calibrage est réalisé sur la deuxième butée (X2) si la température externe est supérieure au seuil de température prédéfini.
[Revendication 8] Procédé de calibrage selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le dispositif de gestion thermique (1) comporte une deuxième vanne d’expansion électronique (7) disposée en amont d’un évapo-condenseur (4) :
- lorsque la position prévisionnelle (Z) de la deuxième vanne d’expansion électronique (7) est une position fermée de sorte à bloquer la circulation d’un fluide réfrigérant, si un calibrage de ladite deuxième vanne d’expansion électronique (7) est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée (XI),
- lorsque la position prévisionnelle (Z) de la deuxième vanne d’expansion électronique (7) est une position ouverte de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec peu ou pas de perte de pression, si un calibrage de ladite deuxième vanne d’expansion électronique (7) est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa deuxième butée (X2).
[Revendication 9] Procédé de calibrage selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le dispositif de gestion thermique (1) comporte une troisième vanne d’expansion électronique (8) disposée en amont d’un deuxième évaporateur (9), lesdits troisième vanne d’expansion électronique (8) et deuxième évaporateur (9) étant disposé en parallèle des première vanne d’expansion électronique (5) et premier évaporateur (6) :
- lorsque la position prévisionnelle (Z) de la troisième vanne d’expansion électronique (8) est une position fermée de sorte à bloquer la circulation d’un fluide réfrigérant, si un calibrage de ladite troisième vanne d’expansion électronique (8) est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée (XI),
- lorsque la position prévisionnelle (Z) de la troisième vanne d’expansion électronique (8) est une position intermédiaire de sorte à permettre la circulation du fluide réfrigérant avec une perte de pression, si un calibrage de ladite troisième vanne d’expansion électronique (8) est demandé, ledit calibrage est réalisé sur sa première butée (XI).
[Revendication 10] Procédé de calibrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la vanne d’expansion électronique (5, 7, 8) comporte un capteur de position au niveau de chaque butée (XI, X2) de sorte à déterminer lorsque l’ouverture de ladite vanne d’expansion électronique (5, 7, 8) est en butée.
[Revendication 11] Procédé de calibrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la vanne d’expansion électronique (5, 7, 8) comporte des butées (XI, X2) physiques de sorte que la position en butée de l’ouverture de la vanne d’expansion électronique (5, 7, 8) est déterminée par la résistance à la rotation perçue par le moteur électrique pas à pas.
EP22725745.8A 2021-04-29 2022-04-26 Procédé de calibrage d'une vanne d'expansion électronique au sein d'un dispositif de gestion thermique d'un véhicule automobile Pending EP4330607A1 (fr)

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