TITRE : PROCEDE DE CONTRÔLE D’UN SYSTEME DE CLIMATISATION

ET/OU CHAUFFAGE

Domaine technique de l’invention

L’invention concerne un procédé de contrôle d‘un système de climatisation et/ou chauffage, en particulier pour véhicule automobile. L’invention concerne plus particulièrement la commande de déshumidification dans l’habitacle du véhicule automobile au moyen du système de climatisation et/ou chauffage précité.

Arrière-plan technique

Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’un circuit de régulation thermique comprenant une boucle de circulation de fluide réfrigérant utilisé pour chauffer ou refroidir différentes zones ou différents composants du véhicule. Il est connu d’utiliser ce circuit pour traiter thermiquement un flux d’air envoyé dans l’habitacle du véhicule.

Dans les véhicules équipés de moteur thermique, les calories dégagées par le moteur suffisent généralement à chauffer l’habitacle. Ce n’est pas le cas des véhicules à motorisation hybride ou électrique.

Il a de la sorte été proposé d’utiliser les circuits de régulation thermique non seulement pour climatiser l’habitacle du véhicule, en fonctionnant en mode air conditionné, mais également pour le réchauffer, en fonctionnant en mode pompe à chaleur.

Outre ces modes de fonctionnement classiques, il est également connu d’utiliser les circuits de régulation thermique en mode déshumidification pour éviter que l’air introduit dans le véhicule soit trop chargé en humidité, ce qui est désagréable pour les occupants et risque d’embuer le pare-brise et les vitres. Ce mode de fonctionnement est basé sur un refroidissement préalable de l’air destiné à aller dans l’habitacle, pour l’assécher, puis un chauffage de cet air afin de ne pas envoyer de l’air trop froid aux usagers du véhicule. Il est d’ailleurs connu différents modes de déshumidification, utilisés en fonction de la température désirée dans l’habitacle.

Les systèmes de climatisation et/ou de chauffage connus comprennent classiquement une boucle de circulation d’un fluide réfrigérant comportant au moins un premier échangeur de chaleur pour refroidir le flux d’air et un deuxième échangeur de chaleur pour réchauffer ledit flux d’air. La température de refroidissement du flux d’air en aval du premier échangeur et la température de chauffage en aval du deuxième échangeur sont fixées par consigne, selon la température de l’air et le taux d’humidité souhaités dans l’habitacle du véhicule.

Dans ces systèmes de climatisation et/ou chauffage, le contrôle du système de climatisation ou d’une partie de celui-ci s’effectue au moyen d’un calculateur dont le rôle est de déterminer, en fonction de la température de l’air souhaitée dans l’habitacle, le mode le plus approprié parmi le mode air conditionné, le mode pompe à chaleur et le ou les modes de déshumidification.

En cas de pluralité de modes de déshumidification, le calculateur est susceptible de changer de modes tant que l’air soufflé n’est pas à la température désirée. Compte-tenu de l’inertie thermique du système, les occupants risquent alors de percevoir un flux d’air ressenti comme froid alors qu’ils s’attendent à un flux d’air chaud, ou l’inverse.

Une telle régulation itérative peut s’avérer particulièrement longue et pendant ce temps, les usagers du véhicule continuent de ressentir un inconfort. Ils auront d’ailleurs tendance à modifier la température demandée, ce qui perturbera d’autant plus le fonctionnement du système.

Le procédé selon l’invention vise à atteindre les conditions de confort acceptables pour les usagers du véhicule plus rapidement que dans les procédés connus. Lorsque l’un des usagers requiert un changement de température dans l’habitacle, le procédé de l’invention permet en effet de sélectionner le mode de déshumidification approprié ou, au moins, approcher le mode de déshumidification approprié plus aisément.

L’invention propose à cet égard un procédé de contrôle d’un système de climatisation et/ou chauffage d'un flux d'air intérieur destiné à être envoyé vers un habitacle d’un véhicule, ledit système comprenant une boucle de circulation d’un fluide réfrigérant, ladite boucle comprenant :

- un premier échangeur de chaleur entre le fluide réfrigérant et le flux d’air intérieur pour refroidir ledit flux d’air intérieur,

- un deuxième échangeur de chaleur entre le fluide réfrigérant et le flux d’air intérieur ou un fluide caloporteur pour réchauffer ledit flux d’air intérieur, situé en aval du premier échangeur de chaleur selon le sens de circulation du flux d’air intérieur, ledit procédé comprenant au moins une étape de sélection d’un mode de déshumidification du flux d’air intérieur parmi plusieurs modes de déshumidification, ladite étape de sélection étant mise en oeuvre sur la base de cartographies, préalablement réalisées, d’au moins trois paramètres du système, dits de contrôle de l’humidité, choisis parmi une température réelle du flux d’air intérieur en amont du premier échangeur de chaleur, une température de consigne en aval du deuxième échangeur de chaleur, une température de consigne en aval du premier échangeur, un débit dudit flux d’air intérieur à travers le premier échangeur, une température ambiante de l’air et/ou une humidité de l’air. La température du flux d’air intérieur en amont du premier échangeur de chaleur est dite « réelle » car elle est mesurée ou estimée.

Dans le procédé de l’invention, le choix du mode de déshumidification est plus rapide que dans les procédés connus. En effet, les cartographies prédéterminées permettent de sélectionner de manière plus directe le mode de déshumidification approprié ou, un mode de déshumidification approchant celui-ci.

En effet, en s’intéressant à des données choisies, à savoir la température réelle du flux d’air intérieur en amont du premier échangeur de chaleur, la température de consigne en aval du deuxième échangeur de chaleur, la température de consigne en aval du premier échangeur, le débit dudit flux d’air intérieur à travers le premier échangeur, la température ambiante de l’air et/ou l’humidité de l’air, le déposant a pu associer sous forme de cartographies un mode de déshumidification prédéfini, associé à chaque ensemble de données utilisées, tout en observant que le mode ainsi sélectionné permet d’atteindre ou d’approcher les résultats voulus, sans itérations ou en minimisant significativement le nombre d’itérations, à partir du moment où au moins trois de ces données sont exploitées. Ainsi, dès lors que les données pertinentes mesurées et/ou fixées par consigne sont connues, le délai pour choisir le mode de déshumidification requis est raccourci en ce que les cartographies contiennent l’ensemble des données pour sélectionner ce mode de déshumidification.

Le procédé selon l’invention permet donc d’obtenir plus rapidement la température ambiante souhaitée par les usagers et améliore le confort de ceux-ci. Il requiert en outre une puissance de calcul moindre comparativement aux procédés connus précédemment décrits.

Selon différentes caractéristiques de l’invention qui peuvent être prises ensemble ou séparément : les cartographies des paramètres du système sont réalisées en fonction de la température réelle du flux d’air en amont du premier échangeur de chaleur, de la température de consigne en aval du deuxième échangeur de chaleur et de l’un ou plusieurs des autres paramètres de contrôle de l’humidité, dits paramètres complémentaires et/ou d’autres paramètres permettant de calculer ou déduire ces paramètres de contrôle ; le ou l’un desdits paramètres complémentaires est la température de consigne en aval du premier échangeur ; le ou l’un desdits paramètres complémentaires est le débit d’air au niveau du premier échangeur de chaleur ; le procédé comprend une étape préalable de détermination d’une configuration de déshumidification, ladite étape préalable étant réalisée en fonction de la valeur de la température ambiante ; le procédé comprend une étape de changement de mode au cours de laquelle le système bascule de l’un des modes de déshumidification du flux d’air intérieur à un autre des modes de déshumidification du flux d’air intérieur, ladite étape de changement de mode étant mise en oeuvre après l’étape de sélection du mode de déshumidification ; ladite étape de changement de mode est réalisée selon qu’une température seuil est atteinte par la température de consigne en aval du deuxième échangeur ; ladite étape de changement de mode est réalisée selon qu’une température seuil est atteinte par la température de consigne en aval du premier échangeur, la boucle de circulation du fluide réfrigérant comprend en outre : o un troisième échangeur de chaleur entre le fluide réfrigérant et un flux d’air extérieur, ledit troisième échangeur étant apte à se comporter sélectivement comme un évaporateur et/ou un condenseur pour le fluide réfrigérant, o un compresseur du fluide réfrigérant ; la boucle de fluide réfrigérant fonctionne sélectivement selon o au moins un mode de déshumidification série du flux d’air intérieur dans lequel ledit fluide réfrigérant circule successivement, depuis le compresseur, à travers une branche en série, dite branche en série de condensation, comprenant le deuxième échangeur, une branche en série dite branche en série intermédiaire, comprenant le troisième échangeur et une branche en série, dite branche en série d’évaporation, comprenant le premier échangeur, et o au moins un mode de déshumidification parallèle du flux d’air intérieur dans lequel ledit fluide réfrigérant circule successivement, depuis le compresseur, dans la branche de condensation, puis, à partir d’un embranchement, dans une première branche parallèle, dite première branche parallèle d’évaporation, comprenant le troisième échangeur, fonctionnant comme un évaporateur et, parallèlement, dans une deuxième branche parallèle, dite deuxième branche parallèle d’évaporation, comprenant le premier échangeur ; la boucle de fluide réfrigérant bascule d’un premier des modes de déshumidification série du flux d’air intérieur à un deuxième des modes de déshumidification série du flux d’air intérieur, ou inversement, lorsqu’une première température seuil est atteinte par la température de consigne en aval du deuxième échangeur ou par la température de consigne en aval du premier échangeur, le passage du premier au deuxième mode de déshumidification série faisant varier une proportion du flux d’air intérieur passant à travers le deuxième échangeur ; la boucle de fluide réfrigérant bascule de l’un des modes de déshumidification série du flux d’air intérieur à un premier des modes de déshumidification parallèle du flux d’air intérieur ou inversement, lorsqu’une deuxième température seuil est atteinte par la température de consigne en aval du deuxième échangeur ou par la température de consigne en aval du premier échangeur ; la boucle de fluide réfrigérant bascule d’un des modes de déshumidification parallèle du flux d’air intérieur à un deuxième des modes de déshumidification parallèle du flux d’air intérieur, ou inversement, lorsqu’une troisième température seuil est atteinte par la température de consigne en aval du deuxième échangeur ou par la température de consigne en aval du premier échangeur, un degré d’ouverture du premier organe de détente dans ledit premier mode de déshumidification parallèle du flux d’air intérieur étant supérieur à un degré d’ouverture dudit premier organe de détente dans le deuxième mode de déshumidification parallèle du flux d’air intérieur, le passage du premier au deuxième mode de déshumidification parallèle faisant varier une proportion du fluide réfrigérant passant à travers le premier échangeur.

Description des figures

D’autres objets et caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles :

[Fig. 1] La figure 1 illustre une représentation schématique d’une boucle de circulation de fluide réfrigérant permettant de mettre en oeuvre le procédé de contrôle selon l’invention, [Fig. 2A] La figure 2A illustre de manière schématique la boucle de circulation de fluide réfrigérant de la figure 1 dans une configuration permettant un fonctionnement dans un premier mode de déshumidification série,

[Fig. 2B] La figure 2B illustre de manière schématique la boucle de circulation de fluide réfrigérant de la figure 1 dans une configuration permettant un fonctionnement dans un deuxième mode de déshumidification série,

[Fig. 3] La figure 3 illustre de manière schématique la boucle de circulation de fluide réfrigérant de la figure 1 dans une configuration permettant un fonctionnement en mode de déshumidification parallèle,

[Fig. 4] La figure 4 est un graphe illustrant de manière schématique les différents modes de déshumidification sélectionnâmes selon la température ambiante,

[Fig. 5] La figure 5 illustre une cartographie des différents modes de déshumidification sélectionnâmes dans un mode de réalisation préféré de la présente invention,

[Fig. 6] Les figures 6a, 6b, 6c reprennent partiellement la figure 5 pour illustrer l’évolution d’une première, d’une deuxième et d’une troisième température de consigne seuil en aval du deuxième échangeur de chaleur en fonction d’une température de consigne en aval du premier échangeur de chaleur,

[Fig. 7] La figure 7 illustre de manière schématique l’algorithme de sélection du mode de déshumidification approprié selon le mode de réalisation s’appuyant sur la cartographie de la figure 5.

Description détaillée

Afin de faciliter la lecture des figures, les éléments identiques portent les mêmes références. Certains éléments ou paramètres peuvent être indexés, c'est-à-dire désignés par exemple par premier élément ou deuxième élément, ou encore premier paramètre et second paramètre, etc. Cette indexation a pour but de différencier des éléments ou paramètres similaires, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, ou paramètre par rapport à un autre et on peut intervertir les dénominations.

Dans la description qui suit, le terme " un premier élément en amont d'un deuxième élément " signifie que le premier élément est placé avant le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, d'un fluide. De manière analogue, le terme " un premier élément en aval d'un deuxième élément " signifie que le premier élément est placé après le deuxième élément par rapport au sens de circulation, ou de parcours, du fluide considéré.

L’invention concerne un procédé de contrôle d’un système de climatisation et/ou chauffage d'un flux d'air intérieur FAI destiné à être envoyé vers un habitacle d’un véhicule. Le système de climatisation comprend une boucle 100 de circulation d’un fluide réfrigérant FR. A ce sujet, la notion d’amont et d’aval en ce qui concerne le fluide réfrigérant sont à considérer en regard d’un parcours de la boucle par le fluide réfrigérant dans un même cycle, en partant d’un dispositif de compression de la boucle et en retournant audit dispositif de compression, avant de suivre un nouveau cycle.

Une unité électronique de contrôle, non représentée sur les figures, reçoit des informations de capteurs mesurant les caractéristiques des différents fluides. L’unité électronique de contrôle reçoit également des consignes émises par les occupants du véhicule, comme par exemple la température souhaitée à l’intérieur de l’habitacle. L’unité électronique de contrôle met en oeuvre des lois de contrôle permettant le pilotage de différents actionneurs, afin d’assurer le contrôle du système de conditionnement thermique de façon à assurer les consignes reçues.

Diverses vannes d’arrêt permettent d’autoriser ou d’interrompre la circulation de fluide réfrigérant dans différentes portions du circuit 100 de fluide réfrigérant. Il est ainsi possible, en combinant l’ouverture et la fermeture des différentes vannes d’arrêt, de faire circuler le fluide réfrigérant dans des branches du circuit 100 selon de multiples possibilités qui permettent de nombreux types d’échanges de chaleur au sein du système de conditionnement thermique. Lesdites vannes sont au besoin compléter de clapets anti-retour.

Le flux d’air FAI intérieur est, par exemple, un flux d’air circulant dans un boîtier 102 de climatisation/chauffage du véhicule. Il provient d’une entrée d’air située, notamment au niveau d’un pied de pare-brise du véhicule. Il est envoyé en sortie vers l’habitacle du véhicule. Le fluide réfrigérant utilisé est, par exemple, un fluide chimique tel que le R1234yf. D’autres fluides réfrigérants peuvent aussi être employés, comme par exemple le R134a.

La boucle 100 et ses différents éléments sont illustrés selon un exemple de réalisation sur la figure 1 . A cette figure, la boucle 100 est illustrée sans indication du chemin de circulation du fluide réfrigérant dans la boucle et de l’état, par exemple ouvert/fermé de certains de ses éléments.

La boucle 100 de circulation du fluide réfrigérant comprend ici :

Le dispositif de compression formé d’un compresseur 110, - un premier échangeur de chaleur 120 entre le fluide réfrigérant FR et le flux d’air FAI intérieur pour refroidir ledit flux d’air intérieur,

- un deuxième échangeur de chaleur 140 entre le fluide réfrigérant FR et le flux d’air intérieur FAI ou un fluide caloporteur FC pour réchauffer ledit flux d’air intérieur, le deuxième échangeur de chaleur étant situé en aval du premier échangeur de chaleur 120 selon le sens de circulation du flux d’air intérieur

- un troisième échangeur de chaleur 160 entre le fluide réfrigérant FR et un flux d’air extérieur FAE, ledit troisième échangeur 160 étant apte à se comporter sélectivement comme un évaporateur et/ou un condenseur pour le fluide réfrigérant,

- un premier organe de détente 130 situé entre un premier point d’embranchement EB1 et le troisième échangeur 160,

- un deuxième organe de détente 135 situé entre un deuxième point d’embranchement EB2 et le premier échangeur 120,

- un dispositif d’accumulation 115 situé entre un troisième point d’embranchement EB3 et le compresseur 110 pour accumuler la masse circulante de fluide réfrigérant FR.

Un réchauffeur 180, notamment un réchauffeur électrique, situé en aval du deuxième échangeur 140 dans le sens de circulation du flux d’air intérieur FAI peut venir en complément de ce dernier pour réchauffer le flux d’air intérieur FAI.

Ainsi, la capacité de refroidissement du flux d’air intérieur FAI vient toujours au moins en partie du premier échangeur 120 tandis que la capacité de chauffage dudit flux d’air intérieur FAI vient toujours au moins en partie du deuxième échangeur 140.

À ce stade, il convient de noter que dans le cas d’une architecture indirecte le fluide réfrigérant FR n’est pas directement utilisé pour effectuer des échanges de chaleur avec, dans le cas d’espèce, le deuxième échangeur 140. À cet égard, les échanges de chaleur peuvent être mis en oeuvre au moyen d’un fluide intermédiaire dit fluide caloporteur FC. En variante, le deuxième échangeur 140 peut donc être un échangeur de chaleur entre le fluide réfrigérant FR et de l’eau glycolée, l’eau glycolée servant alors de fluide caloporteur.

Le flux d’air FAE extérieur est, par exemple, un flux d’air passant à travers une face avant de véhicule, notamment au niveau d’une calandre du véhicule. Eu égard ces considérations, la boucle illustrée à la figure 1 peut être utilisée, entre autres, selon cinq configurations qui sont décrites dans la suite en référence aux figures 1 à 3.

En référence à la figure 2A, on présente dans ce qui suit le principe de fonctionnement de la boucle lorsqu’elle est dans un mode dit de déshumidification série du flux d’air intérieur FAI.

La boucle 100 comprend successivement, en partant du compresseur 110, une branche en série de condensation BSC identifiée par une ligne en pointillés rapprochés, une branche en série intermédiaire BSI identifiée par une ligne en pointillés moins rapprochés que la branche en série de condensation BSC et une branche en série d’évaporation BSE identifiée par une ligne en pointillés moins rapprochés que la branche en série intermédiaire BSI. La branche en série de condensation BSC comprend de l’amont vers l’aval le deuxième échangeur 140 et le premier organe de détente 130. Le troisième échangeur 160 est à l’interface entre la branche en série de condensation BSC et la branche en série intermédiaire BSI. Le deuxième organe de détente 135 est situé à l’interface entre la branche en série intermédiaire et la branche en série d’évaporation BSE. La branche en série d’évaporation BSE comprend de l’amont vers l’aval le premier échangeur 120 et le dispositif d’accumulation 115. Enfin, le compresseur 110 se situe à l’interface entre la branche en série d’évaporation BSE et la branche en série de condensation BSC.

Comme ceci a été indiqué précédemment, le troisième échangeur 160 est apte à se comporter sélectivement comme un évaporateur et/ou un condenseur pour le fluide réfrigérant FR. Dans cette configuration, le premier organe de détente 130 présente un degré d’ouverture ExV1 appropriée pour que le troisième échangeur 160 se comporte comme un condenseur, en l’occurrence lorsque le premier organe de détente 130 est complètement ouvert ou partiellement ouvert, de sorte que le fluide réfrigérant FR ne subit pas ou peu de détente et le troisième échangeur 160 atteint sa capacité maximale de condensation.

Au niveau du compresseur 110, le fluide réfrigérant FR passe d’un état gazeux basse pression à un état gazeux haute pression. Puis, il traverse le deuxième échangeur 140, où il se condense en partie. Une partie dudit fluide réfrigérant reste sous forme gazeuse tandis que l’autre partie du fluide réfrigérant se retrouve sous forme liquide. C’est par la chaleur dégagée par la condensation partielle du fluide réfrigérant que le flux d’air intérieur FAI est réchauffé en traversant le deuxième échangeur 140.

Après avoir traversé le premier organe de détente 130, prévu ouvert et non-actif ou partiellement actif, le fluide réfrigérant atteint le troisième échangeur 160 dans lequel sa condensation se poursuit. Une partie du fluide réfrigérant FR se liquéfie ainsi dans le troisième échangeur 160 et sort dudit troisième échangeur 160 sous forme essentiellement liquide. La chaleur libérée par le fluide réfrigérant FR au niveau du troisième échangeur 160 est dispersée par le flux d’air extérieur FAE au véhicule grâce audit troisième échangeur 160, de préférence assisté d’un ventilateur 165 générant un débit d’air Q _b du flux d’air extérieur FAE.

Puis, le fluide réfrigérant subit une détente en traversant le second organe de détente 135 qui est actif. Le fluide réfrigérant subit de la sorte une détente avant de passer à travers le premier échangeur 120. Il convient de préciser qu’une plus grande quantité de fluide réfrigérant FR est sous forme liquide à l’entrée du premier échangeur 120 qu’en l’absence de condensation au niveau du troisième échangeur 160. En conséquence, davantage d’énergie est requise pour que le fluide réfrigérant FR soit vaporisé dans le premier échangeur 120 et il absorbe donc aussi plus de chaleur en traversant ledit premier échangeur 120. Grâce à la vaporisation dudit fluide réfrigérant, le flux d’air intérieur FAI est refroidi et asséché. Dans cette configuration, le flux d’air intérieur FAI est donc successivement refroidi et asséché au niveau du premier échangeur 120 puis réchauffé au niveau du second échangeur 140. Cette configuration correspond à un deuxième mode de déshumidification série, appelé DEHUM2 dans le cadre de la présente invention.

Cela étant dit, il est possible de disposer d’un flux d’air intérieur FAI présentant une température inférieure. À cet égard, la boucle 100 de circulation peut avantageusement comprendre un élément 170, tel qu’un volet de mixage, apte à passer d’un état fermé, dans lequel ledit élément de déviation 170 laisse passer le flux d’air intérieur FAI à travers le deuxième échangeur 140, à un état ouvert, dans lequel ledit élément déviation 170 dévie au moins une partie du flux d’air intérieur FAI du deuxième échangeur 140. Ledit volet de mixage 170 est situé, par exemple, dans ledit boîtier de climatisation 102.

Lorsque la boucle 100 est dans la configuration déshumidification série et que l’élément de déviation 170 est ouvert, tel qu’illustré à la figure 2B, le flux d’air intérieur FAI conserve une température plus fraîche. En effet, après avoir été refroidi par le premier échangeur 120, le flux d’air intérieur FAI ne traverse pas le deuxième échangeur 140 et va directement dans l’habitacle du véhicule. Il ne capte donc pas la chaleur libérée par la condensation du fluide réfrigérant au niveau de cet échangeur. Cette configuration de la boucle 100 correspond à un premier mode de déshumidification série, appelé DEFIUM1 dans le cadre de la présente invention. Le fonctionnement est similaire à un mode d’air conditionné, c’est-à-dire que dans cette configuration particulière, l’organe de détente 130 est ouvert. Dans le mode DEHUM1 comme dans le mode DEHUM 2, le fluide réfrigérant FR sort du premier échangeur 120 sous forme de gaz à basse pression. Il passe ensuite à travers le dispositif d’accumulation 115 avant de retourner au compresseur 110 pour un nouveau cycle.

En référence maintenant à la figure 3, on présente dans ce qui suit le principe de fonctionnement de la boucle 100 lorsqu’elle est dans un mode dit de déshumidification parallèle du flux d’air intérieur FAI.

La boucle 100 comprend successivement, en partant du compresseur 110, une branche de condensation BPC identifiée par une ligne en pointillés rapprochés, puis à partir du premier point d’embranchement EB1 , la branche de condensation BPC est scindée en deux portions. Une première portion BPC1 débouche sur le premier organe de détente 130 tandis qu’une deuxième portion BPC2 débouche sur le deuxième organe de détente 135. Le deuxième échangeur 140 est situé en amont du premier point d’embranchement EB1 sur la branche de condensation. La boucle 100 comprend une première branche parallèle d’évaporation, dite première branche parallèle BPE1 , identifiée par une ligne en pointillés moins rapprochés que la branche de condensation BPC et, parallèlement, une deuxième branche parallèle d’évaporation, dite deuxième branche parallèle BPE2, également identifiée par une ligne en pointillés moins rapprochés que la branche de condensation BPC. Selon cette configuration, le premier organe de détente 130 se trouve donc à l’interface entre la première portion BPC1 de la branche de condensation et la première branche parallèle BPE1 tandis que le deuxième organe de détente 135 se trouve à l’interface entre la deuxième portion BPC2 de la branche de condensation et la deuxième branche parallèle BPE2. La première branche parallèle BPE1 comprend le troisième échangeur 160. La deuxième branche parallèle BPE2 comprend le premier échangeur 120.

Comme dans les modes de déshumidification DEHUM1 , DEHUM2, le fluide réfrigérant FR sort du compresseur 110 sous forme de gaz haute pression, puis se retrouve sous forme essentiellement liquide en sortie du deuxième échangeur 140 par un phénomène de condensation au sein dudit deuxième échangeur 140.

Le fluide réfrigérant FR est ensuite séparé à partir de l’embranchement EB1. Une partie du fluide réfrigérant emprunte la première branche parallèle BPE1 tandis que l’autre partie du fluide réfrigérant emprunte la deuxième branche parallèle BPE2. À l’inverse des modes de déshumidification série DEFIUM1, DEFIUM2, le premier organe de détente 130 est actif dans cette configuration, si bien que le fluide réfrigérant subit une évaporation lors de son passage dans le troisième échangeur 160. Le fluide réfrigérant FR passe ainsi d’une forme essentiellement liquide dans la première portion de la branche de condensation BPC1 à une forme gazeuse basse pression dans la première branche parallèle BPE1. Le fluide réfrigérant FR emmagasine donc de la chaleur au niveau du troisième échangeur 160.

En empruntant la deuxième branche parallèle d’évaporation BPE2, le fluide réfrigérant FR traverse tout d’abord le deuxième organe de détente 135 où il subit une détente. Il subit ensuite une évaporation en traversant le premier échangeur 120 et se présente alors sous forme d’un gaz à basse pression en sortie dudit premier échangeur 120. Lors de ce changement d’état, le fluide réfrigérant FR emmagasine donc de la chaleur, induisant parallèlement un refroidissement et un assèchement du flux d’air intérieur FAI au niveau du premier échangeur 120.

Cette configuration correspond à un premier mode de déshumidification parallèle, appelé DEHUM3 dans le cadre de la présente invention. Cette configuration permet de capter l’énergie située au niveau du troisième échangeur 160 de sorte qu’elle vienne en complément de l’énergie captée au niveau du premier échangeur 120. La somme des énergies ainsi captées, augmentée de l’énergie du compresseur 110, permet de réchauffer le flux d’air intérieur FAI au niveau du deuxième échangeur 140. En principe le flux d’air intérieur sera refroidit autant que dans les modes de déshumidification DEHUM1 et DEHUM2 décrits précédemment. Toutefois, l’air sortant de l’échangeur 140 sera réchauffé davantage que dans les modes de déshumidification du flux d’air DEHUM1 et DEHUM2.

Précisons que le fluide réfrigérant FR venant desdites première BPE1 et deuxième BPE2 branches parallèles converge vers un troisième point d’embranchement EB3 pour passer ensuite à travers le dispositif d’accumulation 115 avant de retourner au compresseur 110, puis le même processus recommence.

Il est possible de chauffer encore plus le flux d’air intérieur FAI en faisant varier le débit d’air Q _b du flux d’air extérieur en aval du troisième échangeur 160 au moyen du ventilateur 165. Comme ceci a été mentionné précédemment, en référence à la figure 3, le fluide réfrigérant FR circulant dans la première branche parallèle BPE1 est réchauffé au niveau du troisième échangeur 160 en absorbant de la chaleur dans l’environnement immédiat dudit troisième échangeur 160. La capacité du fluide réfrigérant FR à capter de la chaleur au niveau du troisième échangeur 160 dépendant grandement du débit d’air Q _b du flux d’air extérieur en aval du troisième échangeur 160, la chaleur libérée en aval du deuxième échangeur 140 en est nécessairement affectée. Cette configuration provoquant un chauffage encore plus fort du flux d’air intérieur FAI permet de fonctionner selon un deuxième mode de déshumidification parallèle, appelé DEHUM4 dans le cadre de la présente invention. Il est également possible de chauffer davantage le flux d’air intérieur FAI en augmentant ou en diminuant le degré d’ouverture ExV1 du premier organe de détente 130 relativement au degré d’ouverture ExV2 du deuxième organe de détente 135. Il s’agit d’un paramètre de contrôle, en particulier pris en compte dans le mode de déshumidification DEHUM4.

Il convient en outre de souligner que le troisième échangeur 160 peut ne pas être utilisé. Cela se produit notamment lorsque le flux d’air intérieur FAI présente une humidité relative correspondant à l’humidité souhaitée dans l’habitacle du véhicule. Lorsque le troisième échangeur 160 n’est pas utilisé, le système passe dans un régime de fonctionnement stationnaire, la capacité de chauffage du flux d’air intérieur FAI correspondant à la capacité de chauffage du flux d’air intérieur par le deuxième échangeur 140 tandis que la capacité de refroidissement du flux d’air intérieur FAI correspondant à la capacité de refroidissement du flux d’air intérieur par le premier échangeur 120. Cette configuration est associée à un mode de déshumidification stationnaire appelé DEFIUMSS. La température de chauffage du flux d’air intérieur par le deuxième échangeur 140 peut être indépendamment modifiée en ajustant la température T _mnercd-sP de consigne en aval du deuxième échangeur de chaleur 140. Une température de refroidissement du flux d’air intérieur FAI peut quant à elle être indépendamment modifiée en variant T _evap _s _P de consigne en aval du premier échangeur 120.

Comme déjà indiqué, on peut également prévoir un dispositif d’accumulation 115 pour accumuler la masse circulante de fluide réfrigérant FR dans une zone basse pression du circuit. Alternativement, le premier échangeur 120 pourra être équipé d’une bouteille située dans une zone haute pression du circuit.

En résumé, la boucle 100 peut donc ici fonctionner selon au moins cinq configurations de déshumidification possibles :

- une première configuration en mode de déshumidification série dans laquelle il n’y a pas ou peu d’échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le flux d’air intérieur au niveau du deuxième échangeur 140, notamment compte-tenu de la position du volet de mixage du boîtier de climatisation. Dans la suite, ce mode de déshumidification est appelée DEFIUM1 .

- une deuxième configuration en mode de déshumidification série dans laquelle il y a un échange de chaleur significatif entre le fluide réfrigérant et flux d’air intérieur au niveau du deuxième échangeur 140, notamment compte-tenu de la position du volet de mixage du boîtier de climatisation et de la détente au niveau du premier organe de détente 130. Dans la suite, ce mode de déshumidification est appelée DEFIUM2. - une troisième configuration en mode de déshumidification parallèle dans laquelle le troisième échangeur 160 est traversé par un débit de fluide réfrigérant FR limité et un flux d’air extérieur correspondant à un débit d’air Q _bi inférieur à une certaine limite. Dans la suite, ce mode de déshumidification est appelée DEHUM3.

- une quatrième configuration en mode de déshumidification parallèle dans laquelle le troisième échangeur est traversé par un flux d’air extérieur correspondant à un flux d’air forcé et/ou présentant un débit d’air Q _b 2 supérieur à une certaine limite de sorte que le débit de fluide réfrigérant FR est plus élevé que dans le mode de déshumidification DEFIUM3. Dans la suite, ce mode de déshumidification est appelée DEFIUM4.

- une cinquième configuration correspondant à la configuration où le troisième échangeur 160 n’est pas utilisé. Dans la suite, ce mode de déshumidification est appelé DEFIUMSS.

Les modes de déshumidification sélectionnâmes en fonction de la température ambiante T _amb dans l’habitacle du véhicule sont illustrés à la figure 4. Les températures T1, T2, T3 et T4 sont telles que T1 £ T2 £ T3 £ T4. Comme ceci est illustré, pour T _amb £ T1 , T1 correspondant par exemple à une température ambiante de -2°C, seul le mode DEFIUM4 est utilisé, ceci pour réchauffer l’habitacle. Pour T _amb ³ T4, T4 correspondant par exemple à une température de 25°C dans l’habitacle du véhicule, seul le mode DEHUM1 est utilisé, ceci pour refroidir l’habitacle. Lorsque la température T _amb est comprise entre T1 et T2, et T3 et T4 respectivement, un phénomène d’hystérésis peut être observé. Entre T2 et T3, la température ambiante T _amb se situe dans un intervalle rendant tous les modes de déshumidification sélectionnâmes.

Le procédé selon l’invention peut comprendre une étape préalable 20 de détermination d’une configuration de déshumidification en fonction de la température ambiante T _amb . Cette étape préalable permet de déterminer si un choix devra être fait parmi plusieurs modes de déshumidification. L’étape suivante 30 de sélection d’un mode de déshumidification du flux d’air intérieur n’a d’utilité pratique que dans les cas où à l’issue de cette étape préalable 20, il a été déterminé que l’on se trouve bien dans une configuration ou un choix de mode de déshumidification est approprié, par exemple dans le cas où la température ambiante est comprise entre T2 et T3, voire entre T 1 et T4.

Selon l’invention, le procédé comprend au moins l’étape 30 de sélection du mode de déshumidification du flux d’air intérieur FAI parmi plusieurs modes de déshumidification, ladite étape de sélection 30 étant mise en oeuvre sur la base de cartographies, préalablement réalisées, d’au moins trois paramètres du système, dits de contrôle de l’humidité, choisis parmi une température T _air _ _H vacjn réelle du flux d’air intérieur FAI en amont du premier échangeur de chaleur 120, la température T _innercd-sP de consigne en aval du deuxième échangeur de chaleur 140, la température T _evap _s _P de consigne en aval du premier échangeur 120, le débit Q dudit flux d’air intérieur à travers le premier échangeur, une température ambiante T _am b de l’air et/ou une humidité de l’air H _a ir.

Les cartographies précitées, d’au moins trois des paramètres de contrôle de l’humidité, sont préalablement réalisées et mémorisées dans l’unité de contrôle électronique. Elles permettent de distinguer de manière précise les conditions limites dans lesquelles peuvent être opérés les différents modes de déshumidification décrits précédemment, i.e. DEHUM1, DEHUM2, DEHUM3 et/ou DEHUM4, et permettent ainsi de rendre compte des conditions effectives dans lesquelles la boucle 100 de circulation du fluide réfrigérant doit être opérée pour limiter l’humidité et atteindre la température souhaitée dans l’habitacle du véhicule.

La fiabilité de la sélection réalisée lors de l’étape 30 dépend du nombre de cartographies réalisées. Le nombre de cartographies à réaliser pour que le système soit fiable dépend des paramètres de contrôle de l’humidité en fonction desquels les cartographies sont réalisées. À cet égard, plusieurs cartographies peuvent être nécessaires.

Une fois que ces cartographies ont été réalisées, le système est en mesure de sélectionner et, si nécessaire, basculer dans le mode de déshumidification approprié parmi les modes DEHUM1 , DEHUM2, DEHUM3, DEHUM4 et/ou DEHUMSS en fonction des conditions limites des paramètres de contrôle de l’humidités mesurés et/ou calculés par ledit système. Il n’est donc plus nécessaire de déterminer en temps réel quels paramètres ou plages de paramètres sont requis pour se placer dans la configuration associée au mode de déshumidification approprié. Ceci vaut à chaque fois qu’un écart est observé par rapport à l’humidité souhaitée. Autrement dit, au moment de sélectionner le mode de déshumidification et si plusieurs modes de déshumidification sont disponibles, le système dispose déjà de toutes les données requises pour effectuer ce changement rapidement sans devoir calculer en temps réel les valeurs requises des différents paramètres de contrôle de l’humidité.

Un exemple d’une cartographie d’un premier mode de réalisation de la présente invention est illustré à la figure 5. Dans le mode de réalisation concerné, les cartographies des paramètres du système sont réalisées en fonction de la température T _{air H} vac m réelle du flux d’air en amont du premier échangeur de chaleur 120, de la température T _mnercd-sP de consigne en aval du deuxième échangeur de chaleur 140 et de l’un ou plusieurs des autres paramètres de contrôle de l’humidité, dits paramètres complémentaires. En variante, il pourra aussi s’agir d’autres paramètres permettant de calculer ou déduire ces paramètres de contrôle de l’humidité. Dans ce mode de réalisation, les plages et conditions limites des paramètres de contrôle de l’humidité associées à chaque mode de déshumidification sont définies par des vecteurs à n dimensions tels que des triplets {Tinnercd_spi ; Tair_Hvac_ini ; paramètre complémentaire de contrôle de l’humidité}. Par souci de simplification, on se limitera aux triplets, même si l’homme du métier comprendra bien que la mise en œuvre du procédé n’est pas limitée aux cartographie 3D caractérisées par des triplets de données, mais qu’il peut aussi être mis en œuvre au moyen de cartographie 4D, 5D, etc. caractérisées par des quadruplets, quintuplets, etc. de paramètres de contrôle de l’humidité. Les inventeurs de la présente invention ont mis en évidence l’existence de températures seuils qui doivent être atteintes par la température Tinnercd_sp de consigne en aval du deuxième échangeur 140 pour permettre le passage d’un mode de déshumidification DEHUM1, DEHUM2, DEHUM3 et DEHUM4 à un autre desdits modes de déshumidification. Il existe ainsi une première température seuil Tinnercd_limit1 de la température Tinnercd_sp de consigne en aval du deuxième échangeur 140 délimitant la frontière entre les conditions opératoires des premier et deuxième modes de déshumidification série DEHUM1 et DEHUM2. De manière analogue, des températures seuils Tinnercd_limit2, et Tinnercd_limit3 marquent respectivement une frontière entre les conditions opératoires du deuxième mode de déshumidification série DEHUM2 et du premier mode de déshumidification parallèle du flux d’air intérieur DEHUM3 et entre les premier et deuxième modes de déshumidification parallèle DEHUM3 et DEHUM4. La notion de température seuil n’a de réalité qu’entre deux modes de déshumidification successifs, c’est-à-dire entre deux modes de déshumidification pour lesquels un des deux modes de déshumidification est associé à des triplets proches de l’autre des deux modes de déshumidification. En effet, il n’existe pas une unique température seuil qui doit être atteinte par la température T _{innercd_sp} de consigne en aval du deuxième échangeur 140 pour permettre le passage du mode de déshumidification DEHUM1 au mode de déshumidification DEHUM3 ou DEHUM4 et inversement, mais plusieurs températures seuils, en l’occurrence au moins T _{innercd_limit1} , et T _{innercd_limit2} . Il en est de même pour un passage du mode de déshumidification DEHUM2 à DEHUM4 ou inversement, etc. En variante, des températures seuils peuvent être atteintes par la température de consigne T _{evap_sp} en aval du premier échangeur 120 pour permettre le passage de l’un des modes de déshumidification DEHUM1, DEHUM2, DEHUM3 et DEHUM4 à un autre desdits modes de déshumidification. Cela étant dit, bien qu’on parle abusivement ci-dessus de températures seuils, ce sont bien des conditions seuils définies par des triplets aux limites, i.e. {T _{innercd_spi} = [T _{innercd_limit1} , T _{innercd_limit2,} T _{innercd_limit3} ] ; T _{air_Hvac_ini} ; paramètre(s) complémentaire(s) de contrôle de l’humidité} qui permettent de distinguer les conditions souhaitées dans chacun des modes de déshumidification. Les conditions d’opération de la boucle 100 pour chaque mode de déshumidification sont ainsi identifiées. Toujours dans le cadre de ce mode de réalisation, le ou l’un desdits paramètres complémentaires peut avantageusement être la température Tevap_sp de consigne en aval du premier échangeur 120. Les figures 6a, 6b et 6c illustrent l’évolution des conditions aux limites, notamment des températures seuils Tinnercd_limit1, Tinnercd_limit2 et Tinnercd_limit3 respectivement en fonction de la température Tinnercd_sp de consigne en aval du deuxième échangeur 140, de la température Tair_Hvac_in réelle du flux d’air en amont du premier échangeur de chaleur 120 et de la température Tevap_sp de consigne en aval du premier échangeur 120. Ces cartographies 2D permettent de visualiser plus simplement l’évolution des triplets aux limites {Tinnercd_spi = [Tinnercd_limit1, Tinnercd_limit2, Tinnercd_limit3] ; Tair_Hvac_ini ; paramètre(s) complémentaire(s) de contrôle de l’humidité} en représentant l’évolution des températures seuils atteintes par la température Tinnercd_sp de consigne en aval du deuxième échangeur 140 ou par la température Tevap_sp de consigne en aval du premier échangeur marquant le passage d’un mode de déshumidification à un autre, et celle de la température Tair_Hvac_in réelle du flux d’air intérieur FAI en amont du premier échangeur de chaleur 120. Lorsque la température T _{evap_sp} de consigne en aval du premier échangeur 120 diminue, les mêmes tendances sont observées quelle que soit la température seuil Tinnercd_limit1, Tinnercd_limit2, Tinnercd_limit3 : − la température seuil T _{innercd_limit1} , T _{innercd_limit2,} T _{innercd_limit3} de contrôle de l’humidifié concernée augmente, et parallèlement, − la température Tair_Hvac_in réelle du flux d’air intérieur FAI en amont du premier échangeur de chaleur 120 diminue faiblement. À ce stade, on peut sans doute préciser les paramètres permettant de faire varier les différentes températures seuils Tinnercd_limit1, Tinnercd_limit2, Tinnercd_limit3. La première température seuil Tinnercd_limit1 marquant la transition entre les modes DEHUM1 et DEHUM2 dépend essentiellement de la température Tevap_sp de consigne en aval du premier échangeur 120 et, dans une moindre mesure du débit d’air Qb du flux d’air extérieur, i.e. débit d’air Qb du ventilateur 165. En effet, à titre de rappel, dans les modes de déshumidification série DEHUM1 et DEHUM2, la mesure dans laquelle le fluide réfrigérant FR devra absorber de la chaleur au niveau du premier échangeur 120 et donc refroidir le flux d’air intérieur FAI dépend bien évidemment de la température Tevap_sp de consigne en aval dudit premier échangeur 120. Elle dépend aussi indirectement de la chaleur libérée par le fluide réfrigérant FR au niveau du troisième échangeur 160, ladite libération de chaleur étant éventuellement aidée du débit d’air Qb du ventilateur 165. En effet, une augmentation de la chaleur libérée à l’extérieur de l’habitacle du véhicule permet de refroidir d’autant le fluide réfrigérant FR. La deuxième température seuil Tinnercd_limit2 délimitant une frontière entre les conditions opératoires des modes DEHUM2 et DEHUM3 dépend uniquement de la température Tevap_sp de consigne en aval du premier échangeur 120. Le débit d’air Qb du ventilateur 165 n’a qu’une influence limitée puisque, comme cela a été vu précédemment, dans le premier mode de déshumidification parallèle DEHUM3, c’est le changement de mode opératoire du troisième échangeur 160 en évaporateur qui va essentiellement impacter les échanges de chaleur au niveau du troisième échangeur 160. Le débit d’air Qb du flux d’air extérieur n’a donc quasiment pas d’influence sur la deuxième température seuil Tinnercd_limit2. La troisième température seuil Tinnercd_limit3 marquant la frontière entre les conditions opératoires des modes DEHUM3 et DEHUM4 dépend à la fois de la température Tevap_sp de consigne en aval du premier échangeur 120 et du débit d’air Qb du flux d’air extérieur. En ce qui concerne la température Tevap_sp de consigne en aval du premier échangeur, ce qui a été mentionné précédemment continue de s’appliquer. En ce qui concerne le débit d’air Qb du flux d’air extérieur, on rappelle ici que pour que la boucle bascule dans une configuration adaptée permettant d’atteindre le deuxième mode de déshumidification parallèle DEHUM4, on joue sur la capacité du fluide réfrigérant FR à capter de la chaleur au niveau du troisième échangeur 160 en variant le débit d’air Q _b généré par le ventilateur 165. Le débit d’air Q _b du flux d’air extérieur est donc un paramètre complémentaire au même titre que la température T _{evap_sp} de consigne en aval du premier échangeur 120. Evidemment d’autres paramètres de contrôle de l’humidité peuvent être envisagés. Dans chacun des cas précédents, on comprend que, lorsque l’utilisateur joue sur les consignes et provoque, par exemple, une diminution de la température T _{evap_sp} de consigne en aval dudit premier échangeur 120, cela augmente la valeur de températures seuils T _{innercd_1} , T _{innercd_2} et T _{innercd_3} . Ainsi, pour une température T _{air_hvac_in} donnée du flux d’air en amont du premier échangeur de chaleur 120, le système passera moins rapidement d’un mode de déshumidification à l’autre au fur et à mesure que la température T _{innercd_sp} de consigne en aval du deuxième échangeur 140 augmentera. En référence maintenant à la figure 7, un algorithme de sélection du mode de déshumidification, toujours relativement au mode de réalisation faisant l’objet des figures 5, 6a, 6b, 6c, est schématisé. Les données d’entrée de l’algorithme sont la température ambiante Tamb, la température Tair_Hvac_in réelle du flux d’air en amont du premier échangeur de chaleur 120, le débit d’air Qb du flux d’air extérieur, la température Tevap_sp de consigne en aval du premier échangeur 120, la température Tinnercd_sp de consigne en aval du deuxième échangeur 140. Il convient dans un premier temps de déterminer si une sélection doit être effectuée parmi les modes de déshumidification précités. Comme on l’a vu précédemment, ceci est effectué lors de l’étape préalable 20 de détermination d’une configuration de déshumidification en fonction de la température ambiante Tamb. Si une sélection ne doit pas être opérée, le système de climatisation/chauffage est placé dans le mode approprié (étape 25). Si une sélection doit être opérée entre les différents modes de déshumidification, les cartographies identifiant les différentes températures seuils Tinnercd_limit1, Tinnercd_limit2 et Tinnercd_limit3 respectivement de la température Tinnercd_sp de consigne en aval du deuxième échangeur 140 sont utilisées. L’algorithme compare alors la température Tinnercd_sp de consigne en aval du deuxième échangeur 140 successivement à chacune des températures seuils Tinnercd_limit1, Tinnercd_limit2 et Tinnercd_limit3, tant qu’elle est inférieure à ces températures, puis sélectionne lors de l’étape 30 le mode de déshumidification approprié en fonction du résultat de la comparaison. Le procédé peut comprendre suite à l’étape 30 de sélection d’un mode de déshumidification du flux d’air intérieur FAI, une étape 40 de changement de mode au cours de laquelle le système bascule de l’un des modes DEHUM1, DEHUM2, DEHUM3, DEHUM4 et DEHUMSS de déshumidification du flux d’air intérieur à un autre des modes de déshumidification du flux d’air intérieur, lors d’une itération suivante de l’algorithme. Un tel changement de mode est en particulier susceptible d’intervenir si l’une des données d’entrée change. L’algorithme de la figure 7 est exécuté en boucle selon une périodicité choisie pour disposer du confort approprié dans l’habitacle. Chacun des dispositifs de détente employés est, par exemple, un détendeur électronique, c’est-à-dire un détendeur dont la section de passage du fluide réfrigérant peut être ajustée de manière continue entre une position de fermeture et une position d’ouverture maximale. Pour cela, l’unité de contrôle du système pilote un moteur électrique qui déplace un obturateur mobile contrôlant la section de passage offerte au fluide réfrigérant. Le compresseur 110 peut être un compresseur électrique, c'est-à-dire un compresseur dont les pièces mobiles sont entrainées par un moteur électrique. Le compresseur 110 comporte un côté aspiration du fluide réfrigérant à basse pression, encore appelé entrée du compresseur, et un côté refoulement du fluide réfrigérant à haute pression, encore appelé sortie du compresseur. Les pièces mobiles internes du compresseur 110 font passer le fluide réfrigérant d’une basse pression côté entrée à une haute pression côté sortie. Après détente dans un ou plusieurs dispositifs de détente, le fluide réfrigérant revient à l’entrée du compresseur 110 et recommence un nouveau cycle thermodynamique.