Brevet FR2379392A1 — publié le 19780901

La présente invention concerne un dispositif de régulation de la température de l'habitacle d'un véhicule. La réalisation du dispositif de régulation conforme à l'invention fait que la température à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule est maintenue égale à une température affichée sur un organe de commande à la disposition des occupants de l'habitacle. L'invention permet également de tenir compte de la température extérieure de manière à ne pas introduire un trop grand écart de température.entre la température à l'intérieur de l'habitacle et la température extérieure lorsqu'on assure la régulation du fonctionnement d'un circuit frigorifique de climatisation. Conformément à l'invention, le dispositif de régulation de la température de l'habitacle d'un véhicule est caractérisé en ce qu'il comprend un organe permettant d'afficher la température désirée à llintérieur de l'habitacle et donnant en sortie une information correspondante .; une sonde thermométrique mesurant la température intérieure et donnant en sortie une information correspondant à la température à l'intérieur de l'habi- tacle ; un premier comparateur relié à l'organe d'affichage et à la sonde de température intérieure pour comparer leurs informations de sortie et produire un signal tant que la différence de la température affichée et de la température intérieure n'est pas comprise entre deux premières valeurs prédéterminées ; une sonde thermométrique mesurant la température de l'air pulsé dans le véhicule par un ventilateur et donnant en sortie une information correspondante ; un second comparateur relié à la sonde de mesure de la température de l'air pulsé et à la sortie du premier comparateur pour être commandé par le signal émis par le premier comparateur et fournir un signal tant que la température de l'air pulsé est comprise entre deux secondes valeurs prédéterminées ; un échangeur de chaleur disposé dans le trajet de l'air pulsé dans le véhicule ; une vanne d'alimentation de l'é- changeur de chaleur reliée au second comparateur pour commander le passage d'un fluide de chauffage,d'une part, lorsque la température intérieure à l'habitacle n'est pas comprise entre lesdites premières valeurs prédéterminées de température et,d'autre part, tant que la température de l'air pulsé est comprise entre lesdites secondes valeurs prédéterminées de température L'invention s'étend également au refroidissement de l'ha- bitacle du véhicule.Suivant cette seconde caractéristique de l'invention, le dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte supplémentairement un circuit frigorifique à compression, un troisième comparateur relié à l'organe d'affichage et à la sonde de la température intérieure pour comparer leurs informations de sortie et donner un signal tant que la différence de la température intérieure et de la température affichée n'est pas comprise entre deux troisièmes valeurs prédéterminées, ledit troisième mo- yen comparateur étant relié à un ventilateur et au compresseur du circuit climatisé pour les commander en réponse l'existence de ce signal. I Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est une vue schématique du dispositif de régulation de température, selon l'invention, appliqué à un véhicule automobile. La fig. 2 est un schéma bloc du dispositif de régulation selon l'invention. À la fig. 1, on a représenté l'habitacle 1 d'un véhicule automobile, comportant le dispositif de régulation de l'invention. La température à l'intérieur de l'habitacle mesurée par une sonde. thermométrique 2 est rendue égale à une température affichée par un potentiomètre d'affichage thermométrique 3, et cela en tenant éventuellement compte.de la température extérieure mesurée par une sonde thermométrique 4. Un conduit 5 amène de l'air, éventuellement pulsé par un ventilateur 6, dans l'habitacle I ; la température. de cet air est mesurée par une sonde thermométrique 9. Le ventilateur 6 est entraîné par un moteur électrique 8. Un échangeur de chaleur 10 est placé dans la conduite 5 et est relié par une électrovanne Il au circuit d'eau du moteur 7 pour constituer un circuit de chauffage 12 de l'air amené à l'habitacle du véhicule. -Une sonde thermométrique 13 est disposée dans le circuit de chauffage 12 et mesure la température de l'eau provenant du moteur 7. Un évaporateur 14 derrière lequel est disposée une sonde thermométrique 15, dite de dégivrage, est également placé à l'intérieur de la conduite 5 sur le trajet de l'air amené à l'habitacle du véhicule- 'évaporateur 14 constitue. l'élément de réfrigération d'un circuit 17 qui comprend un condenseur 18, un détendeur 19 ainsi qu'un compresseur 20 du fluide frigorigène que contient le circuit 17. Le compresseur 20 est relié par un embrayage 21 à une poulie 22 entraînée par le moteur 7 au moyen d'une liaison mécanique non représentée. Lorsqu'on utilise le circuit de réfrigération, on prévoit un circuit de recyclage ;-3 de l'air provenant de l'habitacle 1, ce circuit étant commandé par une électrovanne, schématisée par le volet mobile 24. A la fig. 2, on a représenté en 30 les éléments de commande communs. au circuit de chauffage 12 et de réfrigération 17 et qui comprennent la sonde 2 de mesure de la température intérieure de l'habitacle, le potentiomètre 3 de réglage de la température affichée recherchée et la sonde 4 mesurant la température extérieure La sonde 4 est reliée à un organe 31 dénommé dans ce qui suit générateur d'écart qui modifie le signal émis par cette sonde de manière à former un signal d'écart correspondant à la température extérieure diminuée d'un certain nombre de degrés. itar exemple, le signal sortant du générateur d'écart 31 correspond à la température extérieure diminuée de 15 C- L'utilisation d'un tel-signal d'écart est expliquée ci-après en liaison avec la description du circuit de réfrigération et correspond à des notions physiologiques. La sortie du générateur d'écart 31 est appliquée à une première entrée d'un élément différentiel 32 dont l'autre entrée est reliée directement à la sortie du potentiomètre 3. Le générateur d'écart 3.1 et l'élément différentiel 32 peuvent indifféremment êtré constitués par des circuits logiques ou analogiques. L'élément différentiel 32 est constitué de façon que, lorsqu'il reçoit sur une de ses entrées, un premier signal supérieur ou égal à un second signal reçu sur l'autre entrée, il laisse passer le premier signal et,dans le cas contraire, ce signal est empeché de passer. Dans le cas décrit, le premier signal correspondant à la température affichée par le potentio mètre 3 sort de l'élément différentiel 32 tant elle l'inversion des valeurs des signaux d'entrée ne se produit pas, c'est-àdire tant que le second signal provenant du générateur d'écart 31 n'est pas devenu supérieur au premier. Ainsi, le signal sortant de l'élément différentiel 32 -est le signal correspondant à la température affichée tant que #aff # #ext - 15 C. Lafig. 2 mortre que le circuit de chauffage 12 comprend, reliés à la fois à la sortie de l'élément différentiel 32 et à la sonde 2,des éléments différentiels 33 et 34, analogues à l'élément différentiel 32 et constituant un premier comparateur. L'élément différentiel 33 délivre à sa sortie un signal d'ouverture des circuits suivants si le signal de température intérieure de l'habitacle du véhicule est inférieur par exemple de 20C au signal correspondant à la température affichée, provent de l'élément différentiel 32. De même, l'élément différentiel 34 délivre à sa sortie le même signal d'ouverture si le signal provenant de la sonde 2 est inférieur par exemple de 10Cà la température affichée. Les sorties des éléments différentiels 33 et 34 sont respectivement reliées aux deux entrées 35a et 35b d'une bascule 35 tabascule 35 s'ouvre et.délivre à sa sortie un signal de commande lorsqu'elle reçoit simultanément sur ses deux entrées 35a et 35b un signal provenant de chacun des éléments dif férentiels 33 et 34, c'est-à-dire pour geint Ainsi, la bascule 55 par le signal qu'elle- délivre permet l'ouverture les circuits auxquels elle est raccordée et qu'telle commande pour #int int aff 00et ijerme ces.circuits pour #int > #aff -1)C. Cet intervalle permet de laisser ouverts les circuits ajour une plage de températures déterminées, et donc d'éviter des phénomènes de battement. La sonde 9 de mesure de la température de l'air pulsé à l'intérieur de l'habitacle est reliée. à deux éléments différentiels 36 et 37 constituant un second comparateur destiné aussi à empêcher des.battements et délivrant sur leur sortie respective une information si la température de l'air soufflé est inférieure ou égale à certaines valeurs prédéterminées par exemple 580C pour l'élément 36 et 530C pour l'élément 37 respectivement. Les sorties respectives des éléments différentiels 36 et 37 sont appliquées aux deux entrées 38a et 38b d'une bascule 38 qui est semblable à la bascule 35 ; cette bascule s'ouvre et délivre à sa sortie un signal de commande lorsqu'elle reçoit simultanément sur ses deux entrées 38a et 38b un signal provenant de chacun des éléments différentiels 36 et 37, c'est-à-dire lorsque la température de l'air soufflé est inférieure à 530C sans être supérieure à 58 C. Le fonctionnement de la bascule 38 est identique à celui décrit ci-dessus de la bascule 35. On obtient ainsi, dans l'exemple considéré, un signal de commande de régulation entre 53 et 58 C, c'est-à-dire pour 58 C > # air 53 C. La bascule 38 est reliée à l'entrée 38'a d'un organe de commande 38' constitué par une porte ET, reliée par son entrée 38'b à la sortie de la bascule 35. Ainsi, le signal de commande de régulation émis par la bascule 38 passe à travers l'organe de commande 38'.lorsque celui-ci reçoit un signal provenant de la bascule 35. Un relais 39 est relié à la sortie de l'élément 38' de manière à être fermé lorsqu'un signal est délivré par cet élément, et la sortie du relais 39 est reliée à l'entrée de l'électrovanne 11 du circuit de chauffage 12 de telle sorte que de l'eau chaude est amenée à l'échangeur 10 tant que les deux relations suivantes sont à la fois satisfaites 580C > # ai > 53 C ainsi qu'à la fois # int Pour améliorer.le confort thermique dans l'habitacle,la sonde 13 de mesure de la température de l'eau du moteur est munie d'un bilame et on prévoit un élément.de commutation 40 qui est relié,d'une.part, à la sortie de la sonde 13 et,d'autre part, à la sortie de la bascule 35, tandis qu'un variateur 41 de la vitesse du moteur électrique du ventilateur 6 est relié à la sortie de l'élément de commutation 40.Le bilame de la sonde 13 empêche out fonctionnement du ventilateur tant que la tem pérature est inférieure à un seuil au-dessus duquel l'élément de commutation relie la bascule 35 au variateur de vitesse 41. Le seuil ci-dessus peut par exemple être à 500 C. Le variateur de vitesse 41 fait ainsi tourner le ventilateur 6 plus ou moins vite, en dépendame delta valeur absolue du signal provenant de la bascule 35, c'est-à-dire de l'écart entre e aff et #int Le circuit de chauffage 12 fonctionne de la manière suivante Les passagers du véhicule ayant affiché en 3 une tempé rature 8 aff supérieure à la température Teint à l'intérieur de l'habitacle mesurée en 2, l'élément différentiel 32 délivre un signal correspondant à la température affichée. Ce signal est comparé, par les éléments différentiels 33 et 34, à la température régnant à l'intérieur de l'habitacle.S'il existe entre la température affichée et la température intérieure à la fois la relation e int ( s aff -20 et e int ( 0 aff -1 0C, la bas- cule 35 permet l'ouverture du circuit de chauffage et le ventilateur est entraîné à condition que la température de liteau soit supérieure à 500C. La température de l'air soufflé est alors analysée par les éléments différentiels 36 et 37. Si la température de l'air soufflé est telle qu'elle est inférieure à 530C ou comprise entre 58 et 530C, le relais 39 se ferme en permettant l'ouverture du robinet Il de chauffage, et de l'air réchauffé est alors pulsé dans l'habitacle du véhicule. Après avoir décrit en détail la réalisation du circuit de chauffage 12, on va maintenant- décrire la réalisation du circuit de refroidissement d'une manière plus condensée. Le circuit de réfrigération représenté dans son ensemble par la référence 17, est réalisé en deux parties distinctes et indépendantes, respectivement référencées 171 et 172. Le circuit 171 comprend deux éléments différentiels 50 et 51, analogues aux éléments différentiels 33 et 34, pour empêcher les phénomènes de battement et dont les entrées sont également reliées respectivement à la sortie de l'élément différentiel 32 à lasonde 2. L'élément différentiel 50 donne en sortie un signal si la relation s int > 9 aff + 1 est satisfaite et l'élément différentiel 51 donne un signal si la relation G int > + -+ 20c est satisfaite. Les sorties des éléments différentiels 50 et 51 sont respectivement appliquées aux deux entrées d'une bascule 52, analogue à la bascule 35, de telle sorte que la bascule. 52 permet l'ouverture des circuits auxquels elle est reliée pour # int > inti e aff + 1 et ferme ces circuits pourpoint aff aff + 2. La sortie de la bascule 52 est reliée à un relais 53 de commande de l'électrovanne du volet 24 de recyclage (fig.1). La.sortie de la bascule 52 est de plus reliée au circuit du variateur 41 par l'intermédiaire d'une diode 53a empêchant l'interaction du.circuit chaud sur le circuit froid au niveau du variateur 41 de commande du ventilateur. Le circuit 171 comporte également des éléments différentiels 54 et 55 limiteurs de battement, analogues aux éléments différentiels 36 et 37 et qui sont reliés à la partie de la sonde 15 de contrôle du dégivrage. Les éléments différentirls 54 et 55 sont, tarés pour délivrer en sortie un signal lorsque sont, par exemple, respectivement satisfaites les relations # deg # - 1 C et #deg# + 3 C.Les sorties des éléments dif- férentiels 54 et 55 sont respectivement reliées aux entrées d'une bascule 56 analogue à la bascule 38 qui s'ouvre-et commande le circuit auquel elle est reliée lorsqu'elle reçoit simultanément sur ses deux entrées un signal provenant de chacun des éléments différentiels 54 et 55, c'est-à-dire lorsque la température de l'évaporateur est devenue inférieure à 3, mais non inférieure a' 1C. Un organe de commande 56' constitué par une porte EU est relié d'une part à la sortie de la bascule 6 et, d'autre part, à la sortie de la bascule 52 pour permettre le passage du signal de commande de régulation émis par la bascule 56 pour la commande des éléments auxquels elle est reliée seulement s'il a reçu également le signal d'ouverture provenant de la bas cule'52. Un relais 57 est monté entre l'élément de commande 56' et 'l'embrayage 21 du,compresseur (yoir:fig.1) de sorte que le compresseur est entraîné jusqu'à ce que la sonde 15 indique une température comprise entre -1 et 3 C ; le fluide frigorigène parcourt alors le.circuit comportant le condenseur 18 et l'évaporateur 14. Le circuit de refroidissement 17 fonctionne de la manière suivante tes passagers du véhicule affichent en 3 une température e aff inférieure à la température à l'intérieur du véhicule et inférieure à la température extérieure e ext mesurée en 4. En supposant qu'entre la température affichée et la température extérieure existe encore la relation # aff # 8 ext -150C de ma- nière qu'il n'existe pas une trop grande différence entre la température pouvant être obtenue dans l'habitacle du véhicule et la température régnant à l'extérieur, alors l'élément différentiel 32 délivre un signal correspondant à la température affichée. Ce signal est comparé,.par les éléments différentiels 50 et 51, à la température int régnant à l'intérieur de l'habitacle.S'il existe entre la température affichée et la tem pérature intérieure à la fois les relations #int > # aff + 20C' et #int > # aff + 1 C, la bascule 52 permet la mise en marche du ventilateur'6, l'ouverture de l'électrovanne du volet 24 de recyclage ainsi que la mise en marche du compresseur pour amener la température de l'évaporateurO deg entre -1 et +3. De l'air froid est alors soufflé dans l'habitacle du véhicule. Si maintenant on compare le circuit 172 au circuit 171, on voit à la fig.2 que, tandis que le circuit de réfrigération 171 est tout à fait parallèle au circuit de chauffage 12 et en particulier commandé par l'élément différentiel 32 lorsqu'il existe entre la température affichée et la température extérieure une relation du type # aff ## ext -15 C, au contraire le circuit 172 peut être commandé à partir d'un autre élément différentiel référencé 59. L'élément différentiel 59 est en tout point analogue à l'élément logique différentiel 32, sauf qu'il fournit un signal correspondant à-la température extérieure diminué de 15 C lorsqu'il-existe, entre la.température affichée et la tempéra ture extérieure, une relation du type, aff aff Le circuit 172 comprend alors, reliés à la sortie de l'élément logique différentiel 59 et de la sonde 2 de mesure de la température intérieure, deux éléments différentiels 60 et 61 analogues aux éléments différentiels 50 et 51 et destinés à empêcher les phénomènes de battement mais l'élément diffé rentiel 60 délivre un signal si 6 int > # ext 150C tandis que l'élément différentiel 61 délivre un signal siE int > e ext-13 C. Ainsi, quelle que soit la température affichée, l'écart entre la température intérieure et la température extérieure ne peut pas être supérieur à une valeur comprise entre 130 et 150C dans l'exemple considéré. écart est ainsi limité. Les sorties des éléments différentiels 60 et 61 sont respectivement appliquées aux deux entrées d'une-bascule 62, analogue à la bascule 52, de telle sorte que la bascule 62 permet l'ouverture du circuit auquel elle est reliée pour e intÈ 9 ext ta sortie fermeture pour #int La sortie de la bascule 62 est reliée par l'intermédiaire de diodes 63,'64 et respectivement 65, d'une part, au variateur 41 agissant sur la vitesse du ventilateur 6, d'autre part, au relais 53 agissant sur l'électrovanne du volet 24 du recyclage et enfin un circuit de l'embrayage 21 du compresseur par l'intermédiaire de l'organe de commande 56' commun aux deux circuits 171 et 172. Le circuit de refroidissement 172, dit à écart limité, fonctionne donc de la manière suivante Les passagers du véhicule affichent en 3 une température inférieure à la température extérieure # ext mesurée en 4. aff En supposant qu'entre la température affichée et la température extérieure existe alors la relation e aff (G ext -15 C, l'élé- ment différentiel 59 délivre un signal correspondant à la température extérieure diminuée de 150C. Ce signal est comparé, par les éléments différentiels 60 et 61, à la température e int régnant à l'intérieur de l'habitacle. S'il existe entre la température extérieure et la température intérieure les relations # int > # ext-15 C-et 8 #int > # ext-13 C, alors la bascule 62 permet encore la mise en marche du ventilateur 6, l'ouverture de l'électrovanne du volet 24 de recyclage ainsi que la mise en marche du compresseur, pour amener la température de l' évapo- rateur entre -1 et +30C. Dans ce cas également de l'air froid est soufflé dans l'habitacle véhicule et cela indépendamment de la température affichée par les passagers du véhicule. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation, représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier, un dispositif simplifié peut ne comporter que le circuit de régulation de chauffage 12. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de régulation de la température de l'habitacle d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un organe permettant d'afficher la température désirée l'intérieur de l'habitacle et donnant en sortie une information correspondante ; une sonde thermométrique mesurant la température intérieure et donnant en sortie une information correspondant à la température à l'intérieur de l'habitacle un premier comparateur relié à l'organe d'affichag' e. et à la sonde de température intérieure pour comparer leurs informations de sortie et produire un signal tant que la différence de la température affichée et de la température intérieure n'est pas comprise entre deux premières valeurs prédéterminées une sonde thermométrique mesurant la température de l'air pulsé dans le véhicule et donnant en sortie une information correspondante un second comparateur relié à la sonde Île mesure de la température de l'air pulsé pour fournir un signal tant que la température de l'air pulsé est inférieure ou comprise entre deux secondes val'eurs' prédéterminées, un échangeur de chaleur disposé dans le trajet de l'air pulsé dans le véhicule une vanne d'alimentation de l'échangeur de chaleur reliée aux deux comparateurs par l'intermédiaire d'une porte pour com- mander le passage d'un fluide de chauffage dans l'échangeur de. chaleur d'une part, lorsque la température intérieure à l'ha bitaclen'est pas comprise-entre lesdites premières valeurs prédéterminées de température et, d'autre part, tant que la température de l'air pulsé est-inférieure ou comprise entre lesdites secondes valeurs prédéterminées de température de l'air. 2 - Dispositif selon la;revendication-1,.caractérisé entre qu'il comprend supplémentairement une sonde thermométrique mesurant la température du fluide de chauffage, notamment l'eau de refroidissement du moteur et donnant en sortie une information correspondante ; un organe de commande du ventilateur relié au premier moyen comparateur et à la sortie de la sonde de mesure de la température de liteau pour donner une information si, d'une part, la température intérieure n'est pas comprise entre lesdites valeurs de température intérieure et si,-d'autre part, la température de l'eau est supérieure à une certaine valeur ; l'organe de commande du ventilateur étant relié au ventilateur pour le commander en dépendance de l'écart entre la température intérieure et la température désirée affichée par un potentiomètre. 3 - Dispositif de régulation suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé- en ce qu'il comporte supplémentairement un circuit frigorifique à compression, un troisième comparateur relié à l'organe d'affichage et à la sonde de température intérieure pour comparer leurs informations de sortie et donner un signal tant quelea différence de la température intérieure et de la température affichée n'est pas comprise entre deux troisièmes valeurs prédéterminées, ledit troisième comparateur étant relié à un ventilateur pour le commander en réponse à l'existence de ce signal. 4 - Dispositif de régulation suivant l'une des revendications 1à 3, caractérisé en ce qu'il comporte supplémentairement un organe de commande d'un volet de recyclage de l'air à l'intérieur,de l'habitacle, ledit organe de commande.étant relié au troisième comparateur pour être commandé en réponse à ltexis- tence du signal sortant de ce comparateur. 5 - Dispositif de régulation suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé encre qu'il comporte supplémentairement une sonde thermométrique mesurant la températúre extérieure, un premier organe d'écart relié à l'organe d'affichage et à la sonde de mesure de la température extérieure et ne laissant passer l'information correspondant à la température affichée ,que s'il existe entre la température extérieure et la température affichée une différence inférieure à une valeur prédéter mlnée, ledit organe d'écart étant relié, entre l'organe d'affichage et l'un au moins des premier. et troisième comparateurs. 6 - Dispositif de régulation suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce-qu'il comporte supplémentairement: une sonde dite de dégivrage mesurant la température de 1' évapo- rateur du circuit climatiseur de refroidissement et formant en sortie une information correspondante. un quatrième comparateur relié à la sortie de la sonde de dégivrage et fournissant un signal jusqu'à ce que la température de l'évaporateur soit comprise entre deux quatrième: valeurs prédéterminées, - une porte "ET" recevant les signaux de commande des troisième et quatrième comparateursle compresseur étant relié à ladite porte pour être commandé en réponse à l'existence d'un signal provenant de cette porte. 7 - Dispositif de régulation suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte supplémentairement un second organe d'écart relié à l'organe d'affichage et à la sonde de mesure de la température extérieure pour ne laisser passer l'information correspondant à la température extérieure que s'il existe entre la température extérieure et la température affichée une différence supérieure à une valeur prédéterminée, un cinquième comparateur relié à la sonde de mesure de la température intérieure et à la sortie du second organe d'écart pour être commandé par celui-ci et fournir un cinquième signal tant que la différence entre la température extérieure et la température intérieure n'est pas comprise entre deux cinquième. valeurs prédéterminées, ledit cinquième comparateur étant relié à la deuxième porte au ventilateur et éventuellement au volet de recyclage pour les commander en réponse à l'existence du signal de sortie du cinquième comparateur. 8 - Dispositif de régulation suivant l'une.des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits comparateurs sont tous semblables et comportent un premier élément différentiel et un second élément différentiel recevant chacun sur leurs entrées une première et seconde température, les sorties desdits premier et second éléments différentiels étant reliées aux entrées d'une bascule assurant l'ouverture du circuit auquel elle est reliée pour un premier écart de température entre ladite première et seconde température et la fermeture dudit circuit pour un second écart de température de sorte-que lesdits comparateurs empêchent la production de phénomènes de battement lors du fonctionnement des circuits de chauffage et respectivement de refroidissement.