WO2011124800A1 - Compresseur hybride pour circuit de climatisation - Google Patents

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WO2011124800A1
WO2011124800A1 PCT/FR2011/050587 FR2011050587W WO2011124800A1 WO 2011124800 A1 WO2011124800 A1 WO 2011124800A1 FR 2011050587 W FR2011050587 W FR 2011050587W WO 2011124800 A1 WO2011124800 A1 WO 2011124800A1
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electric motor
compression chamber
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PCT/FR2011/050587
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Thierry Cheng
Patrick Sega
Laurent Labaste-Mauhe
Michel Forissier
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Valeo Systemes De Controle Moteur
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    • B60H2001/3272—Cooling devices output of a control signal related to a compressing unit to control the revolving speed of a compressor

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid compressor for air conditioning circuit of a motor vehicle with a heat engine.
  • the invention finds a particularly advantageous application in the field of the air-conditioning of motor vehicles with a combustion engine equipped with an automatic stop and start system, such as systems capable of implementing the function known as the English term. saxon of "Stop and Start",
  • the "Stop and Start” function under certain conditions, automatically causes the engine to stop completely when the vehicle is itself stopped and then to restart the engine automatically, for example, a driver action interpreted as a restart request.
  • a typical situation of implementation of the "stop and start” function is that of stopping at a red light.
  • the "Stop" mode of the “Stop and Start” function causes the automatic shutdown of the engine, and the vehicle enters the "Start” mode, which allows the engine to restart automatically. without the need to use the initial engine starting means, such as a key contact for example.
  • the "Start” mode automatically restarts the engine, in particular by means of a starter-starter, following the detection by the control system at the start of the vehicle of the driving by the driver of the vehicle. clutch pedal, accelerator pedal, or any other action that may be interpreted as the driver's intention to restart the vehicle.
  • clutch pedal, accelerator pedal, or any other action that may be interpreted as the driver's intention to restart the vehicle.
  • an air conditioning circuit of a heat engine vehicle comprises a refrigerant compressor which is driven by the crank shaft of the engine by means of a belt and a pulley mechanically connected to the axis of the compressor.
  • the air conditioning circuit of the vehicle can only work if the engine is running. Therefore, during the stopping phases of the vehicle in the context of the "Stop and Sart" function, the air conditioning does not work. As a result, during these stopping phases the set temperature inside the passenger compartment can not be maintained, resulting in a feeling of discomfort felt by the passengers of the vehicle.
  • the refrigerant circulates in the air conditioning circuit through the mechanical compressor driven by the crankshaft of the engine, while the compressor electric is cut. Conversely, during the stop phases of the "Stop and Start” function, the refrigerant fluid is directed towards the electric compressor, which is then driven by the electric motor.
  • the electric compressor it achieves the continuity of operation of the air conditioning circuit and i maintenance of the comfort temperature in the passenger compartment when the engine is stopped.
  • an object of the invention is to provide a hybrid compressor for air conditioning circuit of a motor vehicle with a heat engine, said hybrid compressor being able to be driven, on the one hand, by said engine, and on the other hand , by an electric motor during phases of interruption of drive by the engine, which would be much more compact, easier to integrate and easier to use when switching from a drive mode, thermal or electrical, to the other.
  • said hybrid compressor consists of a variable displacement compression chamber, said displacement being variable in a range of variation having a greater range of displacements in which the compression chamber is driven by the heat engine, and a lower range of displacements in which the compression chamber is driven by the electric motor.
  • the hybrid compressor according to the invention has only one compression chamber instead of two for the hybrid compressor of the state of the art described above, so it is much less bulky and therefore easier to integrate.
  • the chamber of compression is unique and comprises only a suction port and a coolant outlet.
  • said upper and lower ranges of displacements are distinct.
  • the displacement of the compression chamber is chosen in the upper range, the driving of the axis of the compressor being provided by the engine.
  • the cabin is usually already packaged in terms of comfort, so that the cooling capacity to be supplied by the electric motor to maintain these conditions for a time limited to a few tens of seconds is significantly lower, at least by a factor of 2 to 3, than the power that the engine must provide. If it is then sufficient to reduce the displacement of the compression chamber to a value in the lower range and start the electric motor until the engine is restarted by the function "Stop and Start".
  • variable displacement compression chamber is a rotary drive compression chamber.
  • said compression chamber is a vane compression chamber with an adjustable suction volume.
  • the invention provides that the drive of the compression chamber by the heat engine is disengageable from the engine for displacements included in said lower range of displacements.
  • the electric motor is then decoupled from the engine and can drive the compression axis under low power because the compression chamber then operates with a reduced displacement.
  • said phases of interruption of the drive by the engine can be stopping phases of the engine, and in particular that said stopping phases of the engine are the stopping phases of a Automatic shutdown and restart system of the engine, such as the "Stop and Start" system.
  • the electric motor of the hybrid compressor according to the invention can be requested in other circumstances, especially when said phases of interruption of the drive by the engine are acceleration phases of the vehicle. It is known that when a vehicle accelerates the air conditioning circuit is stopped by mechanically cutting the compressor of the engine, so as to remove the resistant torque imposed on the crankshaft by the compressor. Under these conditions, the air conditioning can nevertheless be maintained by operating the electric motor of the hybrid compressor according to the invention.
  • the Hybrid compressor comprises means for operating the electric motor before the start of a stopping phase of the engine.
  • the electric motor is therefore put into operation by anticipation, before the engine actually stops.
  • the electric motor which is known to be of reduced power, does not have to overcome the different refrigerant pressure variations which generally appear in the air-conditioning circuit as a result of the complete shutdown of the cooling circuit. air conditioner.
  • said means for starting up the electric motor are means for detecting the stoppage of the engine of an automatic shutdown and restart system of the engine.
  • these detection means can be very varied and generally depend on the strategy chosen by the manufacturers.
  • One example is its detection of an action on the brake pedal when the speed of the vehicle falls below a given threshold.
  • the invention also relates to an assembly of a hybrid compressor according to the invention and an electric drive motor of said hybrid compressor, wherein Se electric motor is powered by a low voltage direct current. More specifically, said low-voltage direct current is supplied by the vehicle's 12 V network.
  • the implementation of the hybrid compressor according to the invention is then greatly simplified since it does not involve any modification of the onboard electrical network.
  • Figure 1 is a diagram of an air conditioning circuit comprising a hybrid compressor according to the invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the hybrid compressor of FIG. 1 for various life situations of a motor vehicle equipped with the "Stop and Start" function.
  • FIG. 3 is a block diagram of a control circuit of the electric drive motor of the hybrid compressor of FIG. 1.
  • a conventional air conditioning circuit of a motor vehicle with a combustion engine comprising a compressor 10 of a refrigerant which can be an organic fluid, inorganic or eutectic.
  • refrigerant which can be an organic fluid, inorganic or eutectic.
  • Non-limiting examples include supercritical CO 2 carbon dioxide, refrigerants known as R134A, 1234yf or GAR ("Global Alternative Refrigerant").
  • R134A refrigerants known as R134A, 1234yf or GAR ("Global Alternative Refrigerant"
  • GAR Global Alternative Refrigerant
  • the exchanger 11 may be a water exchanger, or an air exchanger cooled directly by the outside air.
  • the refrigerant is then led to a pressure reducer 12 so that it is cooled before entering the evaporator 13 where heat exchange occurs between the cooled refrigerant and the air drawn towards the passenger compartment of the vehicle .
  • the refrigerant, heated at the outlet of the evaporator 13, is then returned to the compressor 10 to perform a new thermal cycle.
  • the compressor 10 of FIG. 1 is a hybrid compressor comprising a variable-displacement compression chamber 101 whose axis 102 can be driven either by an electric motor 20 or by the crank shaft of the engine (not shown) of the vehicle via a belt and a pulley 30 adapted to be mechanically connected to the shaft 102 via a clutch 31.
  • the axis 102 of the compression chamber 101 is driven by the heat engine, the pulley 30 being coupled to the axis 102 by the clutch 31.
  • the displacement of the compression chamber is then chosen in an interval higher values close to the maximum capacity, 90 to 110 cm 3 for example.
  • the hybrid compressor 10 is capable of ensuring an optimum level of comfort inside the cabin of the vehicle, whatever the outside temperature, the sunshine and the degree of relative humidity.
  • the air-conditioning compressor may no longer be driven by the vehicle's combustion engine and, as a result, the air conditioning system may stop operating and no longer maintain the temperature of the vehicle. comfort inside the cabin. This is particularly true during phases stop the engine imposed by a system shutdown and automatic restart of the engine able to implement the "Stop and Start" function for vehicles equipped with this function.
  • the electric motor 20 is operated during these stopping phases so as to maintain the flow of refrigerant in the air conditioning circuit.
  • the electric motor is then substituted for the engine.
  • the latter is preferably disengaged from the compression axis 102.
  • FIG. 3 shows how in practice the passage of the compressor drive 10 from the heat engine to the electric motor 20.
  • the electronic control unit 50 of the air conditioning circuit 51 transmits a power extension a latching signal of the electric motor 20
  • the module 51 actuates an auxiliary electric motor 103 making it possible to modify the displacement of the compression chamber 101 by the value of the upper interval where it was before the interruption of the drive by the motor. thermal at a value of the lower range, between 20 and 40 cm 3 for example.
  • the power module 51 sends the electric motor 20 the power necessary to maintain, during the stopping phase of the engine, the operation of the compressor 10 to a sufficient level, considering the initial conditions of air conditioning before stopping the engine.
  • the cooling capacity to be provided by the electric motor 20 is relatively low.
  • a cooling capacity of 6 kW to guarantee comfort in the passenger compartment of a vehicle exposed to a high temperature of 25 ° to 45 ° C. under sunshine of 1000 Wm 2 and a relative humidity of 50 and 60%.
  • the cooling capacity to be supplied is between 1 kW and 3 kW depending on the segment of the vehicle.
  • An electric power of the order of 500 to 800 W to be provided by the power module 51 is then sufficient to maintain comfort in the passenger compartment.
  • the upper and lower ranges of displacements can be reduced simply to the maximum and minimum displacements only.
  • the compression chamber 101 then switches binary between these two displacements according to whether the driving motor of the shaft of the chamber is the heat engine or the electric motor.
  • the electric power source may be a battery 40 or an additional unit with or without a storage capacitor.
  • variable displacement compression chamber 101 can be made by a rotary drive compression chamber, in particular a conventional vane compression chamber whose suction volume, corresponding to the displacement, is adjustable between the minimum value of 20 cm3, for example, and the maximum value of 110 cm3. for example, by varying the position of the suction port in the chamber.
  • a rotary drive compression chamber in particular a conventional vane compression chamber whose suction volume, corresponding to the displacement, is adjustable between the minimum value of 20 cm3, for example, and the maximum value of 110 cm3. for example, by varying the position of the suction port in the chamber.
  • FIG. 2 the operating states of the heat engine and of the electric motor 20 for driving the hybrid compressor 10 of a motor vehicle equipped with the "Stop and Start" function are shown, the value 0 corresponding to the engine stop and the value 1 to its operation.
  • the electric motor 20 is put into operation, according to the invention, so as to ensure the maintenance of comfort in the engine. cockpit during the stopping phase of the engine.
  • the starting of the electric motor 20 is carried out with anticipation, that is to say before the start of a stopping phase of the engine triggered by the "Stop and Start” function.
  • the advantage of this arrangement is that the electric motor does not have to provide the additional torque that would be needed to overcome the resistive torque induced by the refrigerant pressure rearrangements in the air conditioning circuit that could occur at the time of operation. Stopping the engine.
  • the power of the electric motor 20 can therefore be dimensioned accordingly.
  • the means implemented by the "Stop and Start” function to detect whether the stopping conditions of the heat engine are verified and to decide to stop the engine. As soon as the "Stop and Start” function decides to stop the heat engine, the electric motor 20 is immediately put into operation before the actual shutdown of the heat engine.
  • the conditions for automatic shutdown of the engine depend on the strategy adopted by the vehicle manufacturer. One can mention, inter alia, an action on the brake pedal when the vehicle is traveling at low speed, less than 5 km / hour, for example.
  • FIG. 2 shows another circumstance in which the electric motor 20 can be put into operation in order to guarantee the continuity of the comfort temperature during a shutdown of the air conditioning circuit.
  • the shutdown of the air conditioning system is not due to a shutdown of the thermal engine, but at the cutting of ia drive pulley 102 Tax 101 chamber 101 compression. This situation may occur when acceleration of the vehicle for example, so as to apply to the crankshaft a maximum torque and best meet the demand for acceleration.
  • the electric motor 20 is put into operation as soon as the heat engine is decoupled from the compression axis 102.

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Abstract

Compresseur hybride (10) pour circuit de climatisation de véhicule automobile à moteur thermique, ledit compresseur hybride étant apte à être entraîné, d'une part, par ledit moteur thermique, et, d'autre part, par un moteur électrique (20) pendant des phases d'interruption d'entraînement par le moteur thermique. Selon l'invention, ledit compresseur hybride (10) est constitué d'une chambre (101) de compression à cylindrée variable, ladite cylindrée étant variable dans un domaine de variation présentant un intervalle supérieur de cylindrées dans lequel la chambre (101) de compression est entraînée par le moteur thermique, et un intervalle inférieur de cylindrées dans lequel la chambre (101) de compression est entraînée par le moteur électrique (20). Application aux véhicules automobiles à moteur thermique équipés d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques.

Description

COMPRESSEUR HYBRIDE POUR CIRCUIT DE CLIMATISATION
La présente invention concerne un compresseur hybride pour circuit de climatisation de véhicule automobile à moteur thermique.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de ia climatisation des véhicules automobiles à moteur thermique équipés d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques, tel que les systèmes aptes à mettre en œuvre la fonction connue sous ie terme anglo- saxon de « Stop and Start »,
La fonction « Stop and Start » consiste, sous certaines conditions, â provoquer automatiquement l'arrêt complet du moteur thermique lorsque le véhicule est lui-même à l'arrêt, puis à redémarrer automatiquement le moteur thermique à la suite, par exempte, d'une action du conducteur interprétée comme une demande de redémarrage.
Une situation typique de mise en œuvre de ia fonction « Stop and Start » est celle de l'arrêt à un feu rouge. Lorsque le véhicule s'arrête au feu, le mode « Stop » de la fonction « Stop and Start » provoque l'arrêt automatique du moteur thermique, et le véhicule entre alors dans le mode « Start » qui permet au moteur thermique de redémarrer automatiquement sans qu'il soit nécessaire d'utiliser le moyen de démarrage initial du moteur, comme une clé de contact par exemple. Quand le feu devient vert, le mode « Start » redémarre automatiquement le moteur, notamment au moyen d'un aîterno-démarreur, à ia suite de la détection par le système de pilotage au démarrage du véhicule de l'enfoncement par le conducteur de la pédale d'embrayage, de la pédale d'accélérateur, ou encore de toute autre action pouvant être interprétée comme la volonté du conducteur de redémarrer son véhicule. On comprend l'intérêt de Sa fonction « Stop and Start » en termes d'économie d'énergie et de réduction de la pollution, surtout en milieu urbain.
Par ailleurs, on sait qu'un circuit de climatisation d'un véhicule à moteur thermique comporte un compresseur de fluide réfrigérant qui est entraîné par l'arbre du vilebrequin du moteur thermique par l'intermédiaire d'une courroie et d'une poulie reliée mécaniquement à l'axe du compresseur. En d'autres termes, le circuit de climatisation du véhicule ne peut fonctionner que si le moteur thermique tourne. Par conséquent, lors des phases d'arrêt du véhicule dans le contexte de la fonction « Stop and Sart », la climatisation ne fonctionne pas. Il en résulte qu'au cours de ces phases d'arrêt la température de consigne à l'intérieur de l'habitacle ne peut être maintenue, d'où un sentiment d'inconfort ressenti par les passagers du véhicule.
Pour assurer ie maintien de la température dans l'habitacle durant les phases d'arrêt du moteur thermique, il est proposé de remplacer ie compresseur usuel entraîné par le moteur thermique du véhicule par un compresseur hybride constitué de deux chambres de compression séparées, constituant, d'une part, un compresseur dit mécanique dont l'axe est entraîné par le moteur thermique de ia même manière que le compresseur usuel et, d'autre part, un compresseur dit électrique dont l'axe est entraîné par un moteur électrique auxiliaire. Les axes de deux chambres de compression sont indépendants.
Lorsque le moteur thermique tourne, hors des phases d'arrêt induites par la fonction « Stop and Start », le fluide réfrigérant circule dans le circuit de climatisation à travers le compresseur mécanique entraîné par l'arbre du vilebrequin du moteur, tandis que le compresseur électrique est coupé. Inversement, durant les phases d'arrêt de la fonction « Stop and Start », le fluide réfrigérant est dirigé vers le compresseur électrique, lequel est alors entraîné par le moteur électrique. Ainsi, grâce au compresseur électrique, on réalise la continuité de fonctionnement du circuit de climatisation et ie maintien de ia température de confort dans l'habitacle lorsque le moteur thermique est à l'arrêt.
Cependant, les compresseurs hybrides de ce type présente l'inconvénient d'être volumineux et donc difficiles à Intégrer. D'autre part, ils nécessitent un système de vannes complexes destiné à gérer la communication du fluide réfrigérant entre les deux chambres de compression lors de la commutation d'un compresseur à l'autre. Aussi, un but de l'invention est de proposer un compresseur hybride pour circuit de climatisation de véhicule automobile à moteur thermique, ledit compresseur hybride étant apte à être entraîné, d'une part, par ledit moteur thermique, et, d'autre part, par un moteur électrique pendant des phases d'interruption d'entraînement par le moteur thermique, qui serait beaucoup plus compact, plus facile à intégrer et plus simple d'utilisation au passage d'un mode d'entraînement, thermique ou électrique, à l'autre.
Ce but est atteint, conformément à l'invention, du fait que ledit compresseur hybride est constitué d'une chambre de compression à cylindrée variable, ladite cylindrée étant variable dans un domaine de variation présentant un intervalle supérieur de cylindrées dans lequel la chambre de compression est entraînée par le moteur thermique, et un intervalle inférieur de cylindrées dans lequel la chambre de compression est entraînée par le moteur électrique.
Ainsi, te compresseur hybride selon l'invention ne comporte qu'une seule chambre de compression au lieu de deux pour le compresseur hybride de l'état de la technique décrit plus haut, il est donc beaucoup moins volumineux et donc plus facile â intégrer. D'autre part, il n'est nul besoin de prévoir un système de vannes complexes pour le passage du fluide réfrigérant d'une chambre à une autre fors des changements de mode d'entraînement, puisque, dans l'invention, la chambre de compression est unique et ne comporte qu'un orifice d'aspiration et un orifice de sortie du fluide réfrigérant.
De préférence, îesdits intervalles supérieur et inférieur de cylindrées sont distincts.
Dans des conditions normales de fonctionnement du circuit de climatisation, la cylindrée de la chambre de compression est choisie dans l'intervalle supérieur, l'entraînement de l'axe du compresseur étant assurée par te moteur thermique.
Par contre, durant les phases d'interruption d'entraînement par ie moteur thermique, notamment les phases d'arrêt du moteur thermique imposées par la fonction « Stop and Start », l'habitacle est en général déjà conditionné dans des conditions de confort, de sorte que la puissance frigorifique à fournir par le moteur éîectrique pour maintenir ces conditions pendant une durée limitée à quelques dizaines de secondes est nettement plus faible, au moins d'un facteur 2 à 3, que la puissance que doit fournir ie moteur thermique. Si suffit alors de réduire la cylindrée de la chambre de compression à une valeur comprise dans l'intervalle inférieur et de mettre en marche le moteur électrique jusqu'à ce que le moteur thermique soit redémarré par ia fonction « Stop and Start ».
Dans un mode de réalisation préféré, ladite chambre de compression à cylindrée variable est une chambre de compression à entraînement rotatif, A titre d'exemple, ladite chambre de compression est une chambre de compression à palettes à volume d'aspiration ajustable.
Avantageusement, l'invention prévoit que l'entraînement de la chambre de compression par le moteur thermique est débrayable du moteur thermique pour des cylindrées comprises dans ledit intervalle inférieur de cylindrées. Le moteur électrique se trouve alors découplé du moteur thermique et peut assurer l'entraînement de l'axe de compression sous faible puissance du fait que la chambre de compression fonctionne alors avec une cylindrée réduite.
On a vu plus haut que lesdites phases d'interruption d'entraînement par le moteur thermique peuvent être des phases d'arrêt du moteur thermique, et en particulier que lesdites phases d'arrêt du moteur thermique sont les phases d'arrêt d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur thermique, tel que ie système « Stop and Start ».
Toutefois, le moteur électrique du compresseur hybride selon l'invention peut être sollicité en d'autres circonstances, notamment lorsque lesdites phases d'interruption d'entraînement par ie moteur thermique sont des phases d'accélération du véhicule. On sait en effet que lorsqu'un véhicule accélère le circuit de climatisation est arrêté en découpîant mécaniquement le compresseur du moteur thermique, ceci de manière à supprimer le couple résistant imposé à l'arbre du vilebrequin par le compresseur. Dans ces conditions, la climatisation peut néanmoins être maintenue en mettant en fonctionnement le moteur électrique du compresseur hybride conforme à l'invention.
Afin de faciliter la mise en marche du moteur électrique lors des phases d'interruption d'entraînement par le moteur thermique, if est prévu que le compresseur hybride selon i'invention comporte des moyens de mise en fonctionnement du moteur électrique avant Se début d'une phase d'arrêt du moteur thermique. Le moteur électrique est donc mis en fonctionnement par anticipation, avant que le moteur thermique ne s'arrête effectivement. Le moteur électrique, dont on sait qu'il peut être de puissance réduite, n'a donc pas â vaincre les différentes variations de pression de fluide réfrigérant qui apparaissent généralement dans le circuit de climatisation à la suite de l'arrêt complet du circuit de climatisation.
En pratique, iesdits moyens de mise en fonctionnement du moteur électrique sont des moyens de détection d'arrêt du moteur thermique d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur thermique. Dans le cadre de la fonction « Stop and Start », ces moyens de détection peuvent être très variés et dépendent généralement de ia stratégie choisie par les constructeurs. On peut citer par exemple Sa détection d'une action sur la pédale de frein lorsque ia vitesse du véhicule devient inférieure à un seuil donné.
Enfin, l'invention concerne également un ensemble d'un compresseur hybride selon l'invention et d'un moteur électrique d'entraînement dudit compresseur hybride, dans lequel Se moteur électrique est alimenté par un courant continu basse tension. Plus spécialement, ledit courant continu basse tension est fourni par le réseau 12 V du véhicule. La mise en œuvre du compresseur hybride conforme à l'invention est alors grandement simplifiée puisqu'elle n'implique aucune modification du réseau électrique de bord.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment eile peut être réalisée.
La figure 1 est un schéma d'un circuit de climatisation comprenant un compresseur hybride conforme à l'invention.
La figure 2 est un diagramme illustrant le fonctionnement du compresseur hybride de ia figure 1 pour différentes situation de vie d'un véhicule automobile équipé de la fonction « Stop and Start ».
La figure 3 est un bloc-diagramme d'un circuit de commande du moteur électrique d'entraînement du compresseur hybride de la figure 1. Sur la figure 1 est représenté un circuit de climatisation classique d'un véhicule automobile à moteur thermique, comprenant un compresseur 10 d'un fluide réfrigérant qui peut être un fluide organique, inorganique ou eutectique. On peut citer comme exemples non limitatifs le dioxyde de carbone C02 supercritique, les réfrigérants connus sous les références R134A, 1234yf ou encore le GAR (« Global Alternative Réfrigérant »). En aval du compresseur 10, le fluide réfrigérant sous pression traverse un échangeur 11 de chaleur appelé « refroïdisseur de gaz » (« Gas Cooler ») pour le dioxyde de carbone ou « condenseur » pour le R134A car, dans ce cas, le réfrigérant initialement en phase gazeuse sort du condenseur sous forme liquide.
Dans l'exemple de la figure 1 , l'échangeur 11 peut être un échangeur à eau, ou un échangeur à air refroidi directement par l'air extérieur.
Le fluide réfrigérant est ensuite conduit vers un détendeur 12 afin qu'il soit refroidi avant de pénétrer dans l'évaporateur 13 où se produit alors un échange de chaleur entre le réfrigérant refroidi et de l'air puisé en direction de l'habitacle du véhicule.
Le fluide réfrigérant, réchauffé en sortie de l'évaporateur 13, est alors retourné au compresseur 10 pour effectuer un nouveau cycle thermique.
Comme on peut le voir sur la figure 1 , le compresseur 10 de la figure 1 est un compresseur hybride comprenant une chambre 101 de compression à cylindrée variable dont l'axe 102 peut être entraîné, soit par un moteur électrique 20, soit par l'arbre du vilebrequin du moteur thermique (non représenté) du véhicule via une courroie et une poulie 30 apte à être reliée mécaniquement à l'axe 102 par l'intermédiaire d'un embrayage 31.
En fonctionnement nominal, l'axe 102 de la chambre 101 de compression est entraîné par ie moteur thermique, la poulie 30 étant couplée à l'axe 102 par l'embrayage 31. La cylindrée de ia chambre de compression est alors choisie dans un intervalle supérieur de valeurs proches de la cylindrée maximale, de 90 à 110 cm3 par exemple. Dans ces conditions, le compresseur hybride 10 est capable d'assurer un niveau de confort optimal à l'intérieur de l'habitacle du véhicule, quels que soient ia température extérieure, l'ensoleillement et le degré d'humidité relative. Cependant, il peut se produire, dans certaines circonstances, que ie compresseur de climatisation ne soit plus entraîné par le moteur thermique du véhicule et que, par conséquent, ie circuit de climatisation cesse de fonctionner et n'assure plus le maintien de la température de confort à l'intérieur de l'habitacle. C'est le cas notamment lors des phases d'arrêt du moteur thermique imposées par un système d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur thermique apte à mettre en œuvre la fonction « Stop and Start » des véhicules équipés de cette fonction.
Afin d'assurer la continuité de climatisation, le moteur électrique 20 est mis en fonctionnement durant ces phases d'arrêt de manière à maintenir la circulation du fluide réfrigérant dans le circuit de climatisation. En d'autres termes, on peut considérer que le moteur électrique se substitue alors au moteur thermique. Bien entendu, ce dernier est, de préférence, débrayé de l'axe 102 de compression.
Le bloc-diagramme de la figure 3 montre comment s'effectue en pratique le passage de l'entraînement du compresseur 10 du moteur thermique au moteur électrique 20.
Lorsqu'elle reçoit du système d'arrêt et de redémarrage automatiques une information STOP d'arrêt du moteur thermique, l'unité 50 de commande électronique du circuit de climatisation transmet à un module 51 de puissance un signal d'enclenchement du moteur électrique 20. En réponse à ce signal, le module 51 actionne un moteur électrique auxiliaire 103 permettant de modifier la cylindrée de la chambre 101 de compression de la valeur de l'intervalle supérieur où elle se trouvait avant l'interruption de l'entraînement par le moteur thermique à une valeur de l'intervalle inférieur, entre 20 et 40 cm3 par exemple. Puis, après découplage de la poulie 30 par l'embrayage 31 , ie module 51 de puissance envoie au moteur électrique 20 la puissance nécessaire pour maintenir, pendant la phase d'arrêt du moteur thermique, le fonctionnement du compresseur 10 à un niveau suffisant, compte tenu des conditions initiales de climatisation avant l'arrêt du moteur thermique.
En effet, au moment où le moteur électrique 20 prend le relais du moteur thermique à l'arrêt, l'habitacle du véhicule est en principe déjà porté à la température de confort, de sorte que, compte tenu que la durée des phases d'arrêt est généralement limitée à quelques dizaines de secondes, la puissance frigorifique à fournir par le moteur électrique 20 est relativement faible. A titre d'exemple, il faut, de manière classique, une puissance frigorifique de 6 kW pour garantir le confort dans l'habitacle d'un véhicule exposé à une température élevée de 25 à 45 °C sous un ensoleillement de 1000 W.m2 et une humidité relative de 50 et 60%. Cependant, lorsque le véhicule est déjà conditionné à la température de confort, la puissance frigorifique à fournir est comprise entre 1 kW et 3 kW selon le segment du véhicule. Une puissance électrique de l'ordre de 500 à 800 W à fournir par le module 51 de puissance est alors suffisante pour maintenir le confort dans l'habitacle.
Par conséquent, Sa cylindrée de la chambre 101 de compression peut être ramenée, par rapport aux conditions de fonctionnement nominal, à des valeurs comprises dans un intervalle inférieur de cylindrées voisines de la cylindrée minimale, de 20 à 40 cm3 par exemple, distinct de l'intervalle supérieur défini plus haut.
Bien entendu, les intervalles supérieur et inférieur de cylindrées peuvent être réduits simplement aux seules cylindrées maximale et minimale. La chambre 101 de compression commute alors de façon binaire entre ces deux cylindrées selon que le moteur entraînant de l'axe de ia chambre est le moteur thermique ou le moteur électrique.
Compte tenu que la puissance demandée au moteur électrique est relativement faible, il est possible d'envisager l'utilisation d'un moteur électrique avec ou sans balais alimenté par un courant continu basse tension fourni, en particulier, par le réseau 12 V du véhicule, la source de courant électrique pouvant être une batterie 40 ou une unité additionnelle munie ou non d'un condensateur de stockage.
De manière pratique, la chambre 101 de compression à cylindrée variable peut être réalisée par une chambre de compression à entraînement rotatif, notamment une chambre de compression à palettes classique dont le volume d'aspiration, correspondant à la cylindrée, est ajustable entre la valeur minimale de 20 cm3, par exemple, et ia valeur maximale de 110 cm3. par exempte, en faisant varier ia position de l'orifice d'aspiration dans la chambre. Sur ie diagramme de la figure 2, on a représenté les états de fonctionnement du moteur thermique et du moteur électrique 20 d'entraînement du compresseur hybride 10 d'un véhicule automobile équipé de ia fonction « Stop and Start », ia valeur 0 correspondant à l'arrêt du moteur et la valeur 1 à son fonctionnement.
Comme on peut le voir sur cette figure, lorsque le moteur thermique est arrêté par la fonction « Stop and Start », le moteur électrique 20 est mis en fonctionnement, conformément à l'invention, de manière à assurer le maintien du confort dans l'habitacle durant la phase d'arrêt du moteur thermique. Cependant, on peut remarquer que la mise en fonctionnement du moteur électrique 20 est effectuée avec anticipation, c'est-à-dire avant le début d'une phase d'arrêt du moteur thermique déclenchée par la fonction « Stop and Start ».
L'avantage de cette disposition est que le moteur électrique n'a pas à fournir le couple supplémentaire qui serait nécessaire pour vaincre le couple résistant induit par les réarrangements de pression de fluide réfrigérant dans le circuit de climatisation qui pourraient se produire au moment de l'arrêt du moteur thermique. La puissance du moteur électrique 20 peut donc être dimensionnée en conséquence.
Pour réaliser cette anticipation du moteur électrique, on peut utiliser les moyens mis en œuvre par la fonction « Stop and Start » pour détecter si les conditions d'arrêt du moteur thermique sont vérifiées et décider de l'arrêt du moteur thermique. Dès que la fonction « Stop and Start » décide d'arrêter le moteur thermique, le moteur électrique 20 est immédiatement mis en fonctionnement avant l'arrêt effectif du moteur thermique. Les conditions d'arrêt automatique du moteur thermique dépendent de la stratégie adoptée par le constructeur du véhicule. On peut citer, entre autres, une action sur la pédale de frein lorsque le véhicule roule à faible vitesse, inférieure à 5 km/heure par exemple.
La figure 2 montre une autre circonstance dans laquelle le moteur électrique 20 peut être mis en fonctionnement afin de garantir ia continuité de la température de confort lors d'un arrêt du circuit de climatisation. Dans cette circonstance, l'arrêt du circuit de climatisation n'est pas dû à un arrêt du moteur thermique, mais au découpiage de ia poulie 30 d'entraînement de Taxe 102 de ia chambre 101 de compression. Cette situation peut se produire Sors d'une accélération du véhicule par exemple, de manière à appliquer à l' arbre du vilebrequin un couple maximum et répondre au mieux à la demande d'accélération.
Dans ce cas, le moteur électrique 20 est mis en fonctionnement dès que le moteur thermique est découplé de l'axe 102 de compression.

Claims

REVENDICATIONS
1. Compresseur hybride (10) pour circuit de climatisation de véhicule automobile à moteur thermique, ledit compresseur hybride étant apte à être entraîné, d'une part, par ledit moteur thermique, et, d'autre part, par un moteur électrique (20) pendant des phases d'interruption d'entraînement par le moteur thermique, caractérisé en ce que ledit compresseur hybride (10) est constitué d'une chambre (101) de compression à cylindrée variable, ladite cylindrée étant variable dans un domaine de variation présentant un intervalle supérieur de cylindrées dans lequel la chambre (101) de compression est entraînée par le moteur thermique, et un intervalle inférieur de cylindrées dans lequel la chambre (101) de compression est entraînée par le moteur électrique (20).
2. Compresseur hybride selon la revendication 1 , dans lequel lesdits intervalles supérieur et inférieur de cylindrées sont distincts.
3. Compresseur hybride selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'entraînement de la chambre (101) de compression par le moteur thermique est débrayable du moteur thermique pour des cylindrées comprises dans ledit intervalle inférieur de cylindrées,
4. Compresseur hybride selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ladite chambre (101) de compression à cylindrée variable est une chambre de compression à entraînement rotatif.
5. Compresseur hybride selon la revendication 4, dans lequel ladite chambre (101) de compression est une chambre de compression à palettes à volume d'aspiration ajustable.
6. Compresseur hybride selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel lesdites phases d'interruption d'entraînement par te moteur thermique sont des phases d'arrêt du moteur thermique.
7. Compresseur hybride selon la revendication 6, dans lequel lesdites phases d'arrêt du moteur thermique sont les phases d'arrêt d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur thermique {« Stop and Start »).
8. Compresseur hybride selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel lesdites phases d'interruption d'entraînement par le moteur thermique sont des phases d'accélération du véhicule.
9. Compresseur hybride selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comportant des moyens de mise en fonctionnement du moteur électrique (20) avant le début de ladite interruption d'entraînement par Se moteur thermique.
10. Compresseur hybride selon la revendication 9, dans lequel iesdsts moyens de mise en fonctionnement du moteur électrique (20) sont des moyens de détection d'arrêt du moteur thermique d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur thermique (« Stop and Start »).
11. Ensemble d'un compresseur hybride (10) selon Tune quelconque des revendications 1 à 10 et d'un moteur électrique d'entraînement dudit compresseur hybride, dans lequel le moteur électrique (20) est alimenté par un courant continu basse tension,
12. Ensemble selon la revendication 11 , dans lequel ledit courant continu basse tension est fourni par le réseau 12 V du véhicule.
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