ES2286974T3 - Procedimiento para controlar la carga de fluido refrigerante de un lazo de climatizacion de vehiculo. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para controlar la carga de fluido refrigerante de un lazo de climatización de la cabina de un vehículo automóvil que comprende en especial un evaporador capaz de refrigerar un flujo de aire para enviarlo a la cabina, caracterizado por el hecho de que se genera una señal representativa de la potencia frigorífica producida por el evaporador, a partir de al menos un sensor de temperatura colocado en contacto térmico con el evaporador o aguas abajo de dicho flujo de aire, y se compara el nivel (C) de dicha señal con un nivel de referencia (B) correspondiente a una carga de fluido refrigerante normal, un nivel inferior al nivel de referencia que indica una sub-carga.

Description

Procedimiento para controlar la carga de fluido refrigerante de un lazo de climatización de vehículo.

La invención se refiere a la climatización de la cabina de los vehículos automóviles.

Para esta función se recurre, en general, a un lazo de fluido refrigerante que comprende un compresor, un condensador, un reductor de presión y un evaporador, estando este último en contacto con un flujo de aire a refrigerar. El documento US 4 909 043, que se considera como el estado de la técnica más cercano, describe un lazo de fluido refrigerante como este.

Un lazo como este está concebido para funcionar correctamente con una cantidad mínima de fluido refrigerante. Por debajo de esta cantidad mínima, el evaporador ya no está suficientemente alimentado en fluido en estado líquido, y presenta una zona de sobrecalentamiento considerable que no permite una refrigeración adecuada del flujo de aire. Una falta de fluido refrigerante también puede llevar a un deterioro del compresor. Esto puede producirse especialmente en caso de pérdida en el lazo.

Por otro lado, el documento US 5724941 divulga un procedimiento para controlar el funcionamiento normal o anormal de un lazo de climatización de la cabina de un vehículo automóvil, cuando el motor del vehículo está al ralentí, a partir de un sensor de temperatura dispuesto aguas abajo del evaporador. Sin embargo, este procedimiento no permite detectar una carga de fluido refrigerante insuficiente.

El objetivo de la invención es permitir la detección de una carga insuficiente de fluido refrigerante, sin recurrir a unos sensores previstos especialmente a tal efecto.

Concretamente, la invención propone un procedimiento para controlar la carga de fluido refrigerante de un lazo de climatización de la cabina de un vehículo automóvil que comprende, en especial, un evaporador capaz de refrigerar un flujo de aire que se envía a la cabina.

Según la invención, se genera una señal representativa de la potencia frigorífica producida por el evaporador, a partir de al menos un sensor de temperatura colocado en contacto térmico con el evaporador, o aguas abajo de este, en dicho flujo de aire, y se compara el nivel de dicha señal con un nivel de referencia correspondiente a una carga de fluido refrigerante normal, un nivel inferior al nivel de referencia que indica una sub-carga.

Se pueden utilizar, para generar la señal de control, uno o varios sensores existentes, que sirven en especial para el control de la climatización en función de las necesidades de frío o para la prevención de formación de hielo en el evaporador.

El procedimiento según la invención puede aplicarse ya sea en operaciones de mantenimiento del vehículo, ya sea en la utilización de este, señalizándose una sub-carga de fluido refrigerante al conductor, por ejemplo mediante un indicador visual colocado en el salpicadero.

A continuación se enumeran unas características opcionales de la invención, complementarias o alternativas:

- Para generar dicha señal se utiliza al menos un sensor de temperatura colocado en una zona de mezclado entre el evaporador y al menos una abertura de salida de aire hacia la cabina.

- Se utiliza para generar dicha señal al menos un sensor de temperatura colocado en la vecindad de una abertura de salida del flujo de aire hacia la cabina.

- Se utiliza para generar dicha señal al menos un sensor de temperatura colocado en una zona de la cabina barrida por dicho flujo de aire.

- Se mide la temperatura de dicho flujo de aire aguas arriba del evaporador y se trata el resultado mediante una modelización del funcionamiento del aparato de climatización para determinar dicho nivel de referencia.

- Se mide la temperatura del evaporador, o la de dicho flujo de aire en contacto con el evaporador, en la vecindad de la entrada del fluido refrigerante en este, para determinar dicho nivel de referencia.

- Cuando el lazo de climatización comprende un compresor del tipo de caudal variable dirigido por una señal eléctrica de mando, procedimiento en el cual se calcula dicho nivel de referencia a partir de dicha señal de mando.

- El compresor es del tipo de cilindrada variable de mando externo, siendo dicha señal de mando una corriente de mando que alimenta una válvula incorporada en el compresor y capaz de establecer en la entrada de este una presión determinada por dicha corriente de mando.

- El compresor es accionado eléctricamente.

- Se elabora dicha señal representativa durante el funcionamiento del compresor a un caudal suficiente para asegurar, en caso de carga normal, un buen llenado del evaporador en fluido en estado líquido.

- Durante dicho funcionamiento del compresor, el flujo de aire que sale del evaporador es recalentado para ser enviado a la cabina a la temperatura deseada.

- Dicho nivel de referencia corresponde a una temperatura inferior a algunos ºC, en especial de alrededor de 7ºC, a una temperatura que varía en función lineal de la señal de mando, correspondiente al nivel medio de dicha señal representativa observada en caso de carga normal.

Las características y ventajas de la invención se expondrán con más detalle en la descripción siguiente, haciendo referencia al dibujo adjunto.

La figura única es un gráfico que muestra la variación de diferentes valores de temperaturas en función de la corriente de alimentación de la válvula de mando de un compresor de cilindrada variable de mando externo.

Tal como se ha indicado más arriba, en caso de sub-carga de fluido refrigerante, la potencia frigorífica producida por el evaporador se reduce, quedando, por otro lado, todo lo demás igual. De ello resulta un aumento de la temperatura media tanto del propio evaporador como del aire en contacto con este, que se refleja en todo el trayecto del flujo de aire aguas abajo del evaporador, en el interior del aparato de climatización, al nivel de las salidas hacia la cabina y en la propia cabina. Luego, una señal representativa de esta potencia frigorífica puede generarse tanto a partir de la señal de un sensor de temperatura único como mediante una combinación de señales de varios sensores de temperatura existentes.

La potencia frigorífica, caracterizada por la temperatura del aire aguas abajo del evaporador, depende de varios parámetros de funcionamiento del aparato de climatización tales como la presión del fluido aguas arriba del compresor y, en su defecto, de la cilindrada del compresor, y el caudal de aire, así como de las condiciones exteriores, como la temperatura y la higrometría atmosféricas. Luego, para determinar el nivel de referencia, se puede medir la temperatura del flujo de aire aguas arriba del evaporador y tratar el resultado mediante una modelización del funcionamiento del aparato teniendo en cuenta las parámetros mencionados.

Mientras queda un poco de fluido refrigerante en el lazo de climatización, el evaporador contiene fluido en estado líquido en la vecindad inmediata de su entrada. Luego, la temperatura del evaporador, o la del flujo de aire, en este punto, medida por ejemplo mediante una sonda de detección de formación de hielo, permanece sensiblemente normal a pesar de un déficit de fluido, y puede ser utilizada para determinar el nivel de referencia.

La invención puede utilizarse especialmente en combinación con un lazo de fluido refrigerante que comprende un compresor de cilindrada variable a mando externo.

Un compresor como este comprende una electro-válvula, de preferencia de compuerta, cuya corriente de alimentación determina la presión de entrada del fluido en el compresor. Como esta presión es igual, con un error aproximadamente igual a la pérdida de carga, a la presente en el evaporador, la cual determina la temperatura de funcionamiento del evaporador, es posible ajustar con precisión la eficacia del lazo de climatización. Un ejemplo de compresor de cilindrada variable a mando externo se describe en EP-A-
0 353 764.

En este caso, la corriente de mando, que determina la temperatura normal de funcionamiento del evaporador, puede servir de base para el cálculo del nivel de referencia.

En la figura, la recta A representa una relación típica entre la corriente I de alimentación de la válvula de mando de un compresor de cilindrada variable de mando externo y la temperatura T de la sonda de evaporador para unas condiciones de climatización determinadas (caudal de aire, temperatura de aire aguas arriba), y para una carga mínima de fluido refrigerante del lazo. En función de diferentes parámetros exteriores, la temperatura media real del evaporador, para una carga normal de fluido refrigerante, puede variar por ejemplo de 4ºC con respecto a la temperatura de equilibrio, tal como se indica mediante la doble flecha F1, situándose el punto representativo correspondiente en la zona en gris Z. Mientras la temperatura efectivamente comprobada se sitúa en la zona Z, no se puede considerar que la carga de fluido refrigerante sea anormalmente baja. Se puede adoptar un límite de detección correspondiente a la recta B, situada a una distancia de 3ºC (doble flecha F2) por debajo de la zona Z, o a 7ºC por debajo de la recta A. La recta punteada C, situada por debajo de la recta B, representa un ejemplo de variación de la temperatura efectiva en función de la corriente de mando, en caso de sub-carga de fluido refrigerante.

Cuando el compresor a mando externo funciona con un caudal reducido debido a una demanda de frío reducida, es más difícil detectar una sub-carga de fluido refrigerante en el lazo. Para mejorar la detección de una eventual sub-carga en estas condiciones, la invención prevé entonces hacer funcionar momentáneamente el compresor de caudal elevado, durante el control. Cuando el control no se realiza en taller, pero durante la utilización del vehículo, conviene entonces recalentar el flujo de aire que ha atravesado el evaporador, por ejemplo haciéndolo pasar, de forma conocida, en contacto con un radiador de calefacción alimentado por el fluido de refrigeración del motor de arrastre del vehículo, para asegurar el confort térmico en la cabina.

Claims (12)

1. Procedimiento para controlar la carga de fluido refrigerante de un lazo de climatización de la cabina de un vehículo automóvil que comprende en especial un evaporador capaz de refrigerar un flujo de aire para enviarlo a la cabina, caracterizado por el hecho de que se genera una señal representativa de la potencia frigorífica producida por el evaporador, a partir de al menos un sensor de temperatura colocado en contacto térmico con el evaporador o aguas abajo de dicho flujo de aire, y se compara el nivel (C) de dicha señal con un nivel de referencia (B) correspondiente a una carga de fluido refrigerante normal, un nivel inferior al nivel de referencia que indica una sub-carga.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual se utiliza para generar dicha señal al menos un sensor de temperatura colocado en una zona de mezclado entre el evaporador y al menos una abertura de salida de aire hacia la cabina.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el cual se utiliza para generar dicha señal al menos un sensor de temperatura colocado en la vecindad de una abertura de salida del flujo de aire hacia la cabina.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual se utiliza para generar dicha señal al menos un sensor de temperatura colocado en una zona de la cabina barrida por dicho flujo de aire.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual se mide la temperatura de dicho flujo de aire aguas arriba del evaporador y se trata el resultado mediante una modelización del funcionamiento del aparato de climatización para determinar dicho nivel de referencia.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual se mide la temperatura del evaporador, o la de dicho flujo de aire en contacto con el evaporador, en la vecindad de la entrada del fluido refrigerante en este, para determinar dicho nivel de referencia.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para controlar la carga de fluido refrigerante de un lazo de climatización que comprende un compresor del tipo de caudal variable dirigido por una señal eléctrica de mando, en el cual se calcula dicho nivel de referencia a partir de dicha señal de mando.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el cual el compresor es del tipo de cilindrada variable de mando externo, siendo dicha señal de mando una corriente de mando que alimenta una válvula incorporada en el compresor y capaz de establecer en la entrada de este una presión determinada por dicha corriente de mando.

9. Procedimiento según la reivindicación 7, en el cual el compresor es accionado eléctricamente.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el cual se elabora dicha señal representativa durante el funcionamiento del compresor con un caudal suficiente para asegurar, en caso de carga normal, un buen llenado del evaporador de fluido en estado líquido.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el cual, durante dicho funcionamiento del compresor, el flujo de aire que sale del evaporador es recalentado para ser enviado a la cabina a la temperatura deseada.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en el cual dicho nivel de referencia corresponde a una temperatura inferior en algunos ºC, en especial alrededor de 7ºC, a una temperatura que varía en función lineal de la señal de mando, correspondiente al nivel medio de dicha señal representativa observada en caso de carga normal.