Brevet FR2506475A1 — publié le 19821126

La présente invention a pour objets un procedé et une installation qui permettent, entre autres, d'optimiser le temps de préchauffage de véhicules garés a l'air libre, en adaptant automatiquement la durée du réchauffage à la température extérieure et en declenchant le préchauffage de telle manière qu'il se termine juste au moment de la mise en service du véhicule. D'une manière plus générale, l'invention concerne un procédé d'obtention, à une heure T, d'une valeur voulue Vk pour une condition ambiante déterminée, telle que la température, l'humidité, etc., à l'intérieur d'une enceinte R fermée, ou sensiblement telle, à l'aide de moyens appropriés tels que des moyens de chauffage, de réfrigération, d'hu idification, etc., dont l'effet est proportionnel au temps, par adaptation de la durée d'action de ces moyens a à une condition extérieure à cette enceinte. A l'heure actuelle, la durée du préchauffage des véhicules, tels que des autobus garés en plein air pendant la nuit, ost estimée par le personnel chargé de leur préparation, en fonction de la température extérieure et de la température voulue à l'intérieur du véhicule. Au jugé, ce personnel règle donc chaque jour la durée du préchauffage, en le prolongeant ou l'abrégeant, selon ce qui lui semble approprié. I1 s'ensuit, outre une préparation coûteuse des véhicules avant leur départ, des erreurs ou des oublis de manipulotion qui débouchent soit sur un préchauffage insuffisant, entraînant, entre autres, une usure du moteur, soit un préchauffage excessif, causant un gaspillage d'énergie, sans parler, dans l'un et l'autre cas, de l'inconfort du conduc- teur et des usagers. On pourrait bien entendu pallier ces inconvénients en prévoyant, dans l'autobus, un thermostat qui interromprait le chauffage lorsque la température atteinte est suffisante, mais le raccordement de ce thermostat, intérieur au véhicule, aux appareils de commande du préchauffage, extérieurs au véhicule, compliquerait encore la préparation. Au surplus, un tel agencement permettrait d'éviter une surchauffe, mais il ne garantirait un préehauffaae convenable qu'en prévoyant un temps de chauffage largement suffisant. I1 aboutirait donc à une consommation inutile d'énergie pour le maintien de la température voulue, trop tôt atteinte. L'invention se propose, sans installation de détecteur de température dans l'autobus, d'atteindre la température de préchauffage voulue au moment de la mise en service de l'autobus, quelle que soit la température extérieure et sans réglage manuel journalier du temps de préchauffage. Ce but est atteint en ce sens que Si l'on appelle t - E l'enceinte que constitue(nt) l'habitacle moteur et/ou l'habitacle usagers - Vk la température de préchauffage voulue, et - M les moyens de chauffage, le procédé selon l'invention consiste, depuis l'extérieur de l'enceinte E - à consigner, d'une part, la durée maximale, dite "constante de temps" Kt, nécessaire à l'obtention de la valeur voulue Vk et, d'autre part, une heure extrême pour la commande des moyens M, dite "temps initial" Ti, qui correspond à la différence entre T et Kt, - à consigner la valeur voulue Vk, dite "valeur de consigne", -à l'heure Ti, à déclencher un compte à rebours C de Ti à T, et à détecter la valeur de la température extérieure Y pour la comparer à Vk, - à calculer, en fonction de la différence SV entre V et Vk, la durée d'action nécessaire t pour lesdits moyens M, - à comparer t aux valeurs décroissantes successives du compte à rebours C et, lorsque l'égalité est atteinte, - à déclencher l'action des moyens M, cette action prenant fin lorsque se termine le compte à rebours C. De cette manière, l'intervention du personnel se limite à programmerletempsinitial Ti et la température de préchauffage Vk, paramètres qui ont toutes chances de rester inchangés jour après jour, pour le même véhicule. Les raisons de modifier la programmation de la constante de temps sont encore plus réduites. Par ailleurs, le préchauffage ne commence qu'au moment où cela est nécessaire, compte tenu de la température extérieure et lorsqu'il s'interrompt, au moment de la mise en service du véhicule, la température voulue vient juste d'être atteinte. L'économie offerte par l'invention s'exerce tant sur les coûts de maintenance de la mise en condition des véhicules, coûts qui deviennent pratiquement inexistants, que sur la consommation d'énergie. Indirectement, elle se traduit également par une moindre usure des moteurs, convenablement réchauffés. La constante de temps Kt peut être choisie dans une gamme allant approximativement de 20 mn à 6 heures. Quant à la valeur de la consigne Vk, elle peut être sélectionnée dans une gamme allant approximativement de 50C à 300 C, Le procédé selon l'invention peut avantageusement être appliqué au préchauffage de plusieurs autobus mis en service à des heures différentes, ou à des groupes d'autobus dont certaines quittent le dép8t à telle heure, d'autres à telles autre heure , etc. en programmant différents temps initiaux Til, Ti2, Ti3, etc. et en adaptant le reste da procédé au traitement de ces différents temps , obtenant ainsi le déclenchement successif de moyens de chauffage séparés X1 M2 M3, etc. dans les autobus correspondants. L'installation selon l'invention est avantageusement constituée par : - une première horloge indiquant l'heure et qui comprend des moyens de consigne de Kt et de Ti, des moyens de commande d'une seconde horloge lorsque Ti correspond à l'heure indiquée, - une seconde horloge fournissant, à un premier compara teur, sous la commande de la première horloge, une base de temps formant compte à rebours C > - un régulateur apte à consigner la valeur Vk et à fournir un signal correspondant à un second comparateur - un détecteur apte à mesurer la valeur V et à fournir un signal correspondant au second comparateur, - un second comparateur recevant et comparant les signal Vk et V et délivrant au premier comparateur un signal traduisant leur différence AV, et - un premier comparateur comparant le signal traduisant Av V à la base temps C et déclenchant les moyens M lorsque l'égalité se fait entre les signaux comparés. Cette installation de base est facilement adaptée à la consigne de plusieurs temps initiaux Til, Ti2, Ti3, etc., donc à plusieurs heures de mise en service d'autobus T1, T2, T3, etc. et/ou de plusieurs températures voulues Vka, Vkb, etc. Dans une forme d'exécution préférée, l'installation selon l'invention est incluse dans une borne d'alimentation électrique à laquelle peuvent être raccordées une ou plusieurs enceintes E. De préférence, on raccordera, à une même borne, des autobus (par exemple, quatre autobus) mis en service à la même heure. I1 suffira donc que le conducteur sache de quelle borne dépend son véhicule pour qu'aucune erreur de préchauffage ne puisse se produire. L'invention est décrite ci-aprbs en détail, par référence aux dessins annexés, dans lesquels t - la figure 1 est un schéma de l'installation selon l'invention dans le cas de la programmation d'une seule heure Ti - la figure 2 est un schéma de l'installation selon l'invention dans le cas de la programmation de quatre heures Ti différentes, et - la figure 3 est un graphique de la température en fonction du temps, montrant une courbe de préchauffage anticipé ainsi qu'une courbe de préchauffage réel. Si l'on se reporte à la figure 1, on voit que l'installation comprend une horloge 1 indiquant l'heure, un calculateur thermo-temporel 2 et un détecteur de température 3. Le calculateur 2 renferme une horloge 4, deux comparateurs 5 et 6 et un régulateur 7. L'horloge 4 est reliée à l'horloge 1 et au comparateur 5, et le comparateur 6 est réuni au comparateur 5, au régulateur 7 et au détecteur de température 3. Des moyens de raccordement 8, revêtant la forme d'un câble électrique, relient le comparateur 5 du calculateur 2 à des moyens de chauffage M situés à l'intérieur de l'encein te E à préchauffer, par exemple à l'intérieur de lthabitacle moteur et/ou de l'habitacle usagers d'un autobus. Le fonctionnement de l'installation est le suivant On programme tout d'abord l'horloge 1 en y consignant la constante de temps Kt qui est la durée maximale autorisée pour le préchauffage dans le cas où la température extérieure serait à la limite inférieure Vmin de la gamme envisagée, et le temps initial Ti qui correspond à la différence entre l'heure de mise n service T de l'autobus et la durée Kt. A titre d'exemple, T = 7 h 00 t Kt = 3 h 00 ; Ti = 4 h 00 et Vmin = -300C. On programme ensuite le régulateur 7 en y consignant a température de préchauffage voulue Vk, par exemple + 150C. La valeur de la différence entre Vk et Vmin, soit Kv, est appelée "bande proportionnelle" ou "pente". I1 suffit ensuite de raccorder le calculateur 2 aux moyens de chauffage M grâce au câble 8 pour que le préchauffage s'accomplisse convenablement. Ce préchauffage doit commencer au plus tôt à 4 h 00 (courbe a de la figure 3). Lorsque l'horloge 1 indique 4 h 00, c'està-dire Ti, elle envoie, sous forme d'ouverture de contact électrique, une référence de temps à l'horloge 4. Celle-ci fournit alors, au comparateur 5, une base de temps dont la durée correspond à Kt, soit 3 heures dans le cas de l'exemple. Simultanément, le comparateur 5 reçoit du comparateur 6 un signal traduisant la différence AV entre la température extérieure V, par exemple -100C, mesurée par le détecteur 3, et la consigne de température Vk de 150C. Le comparateur 5 re çoit ces deux signaux, dont l'un forme compte à rebours de Kt à O et dont l'autre correspond à la durée nécessaire t à une élévation de température de Vk - V, soit 250C, dans l'enceinte E.Lorsque les deux signaux sont égaux, au temps Tm, le comparateur 5 commande l'actionnement des moyens de chauffage M s dans l'exemple choisi, cela se produit à 5h20 (courbe b de la figure 3). Le compte à rebours se poursuit et, quand il se termine, le contact électrique ouvert par l'horloge 1 se referme, mettant hors circuit les moyens de chauffage M. L'installation de la figure 2 comprend une horloge 1' semblable à l'horloge 1, hormis qu'elle est adaptée à recevoir quatre consignes de temps initiaux Til, Ti2, Ti3 et Ti4 correspondant à la mise en service échelonnée à T1, T2, T3 et T4 de différents autobus. L'horloge 1' compare les temps initiaux consignés à l'heure qu'elle indique et, lorsque cette heure indiquée correspond respectivement à ces temps initiaux , l'horloge 1' déclenche les calculateurs thermotemporels respectifs 2.En fonction, d'une part, de la différence entre la température extérieure V mesurée par le détecteur 3 et la température consignée Vk et, d'autre part, du déroulement de chacun des comptes à rebours, ces calculateurs 2 actionnent les moyens de chauffage M1, M2, M3 et M4 les uns après les autres, par l'intermédiaire d'une matrice de programmation 9 ou d'un clavier à touches, ou encore de tout autre moyen de répartition équivalent. I1 est bien entendu qu'un même calculateur 2, initialement dépendant, par exemple de Til, peut déclencher les moyens de chauffage M1, M'1, M"1, etc. d'une groupe d'autobus quittant le dépôt à la même heure. L'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution décrites et représentées. En particulier, elle pourrait être appliquée à d'autres enceintes fermées que des véhicules, par exemple à des bw > galows de chantier. Par ailleurs, au lieu d'assurer un chauffage, les moyen; M pourraient assurer une réfrigération. La condition ambiante concernée pourrait ne pas être la température, mais par exemple le dégré hygrométrique (serres). Les valeurs comparées pourraient être de nature différente, par exemple pour assurer, dans une enceinte, une humidité fonction de la température extérieure. Enfin, on pourrait également programmer plusieurs conditions ambiantes différentes, par exemple deux températures différentes Vk et Vkb pour l'habitacle moteur et l'habitacle usagers d'un aetobus, devant être atteintes à la mme heure de mise en service T. Dans ce cas, il conviendrait de prévoir deux comparateurs 5a et 5b réunis à la même horloge 4 et à deux moyens de chauffage différents Ma et Mb, et deux régulateurs 7a et 7b programmables respectivement à Vk et Vk et unis à dx FeUPaFsteurs 6a a. 6b, eux-memes a b reliés à un détecteur 3 . REVENDICATIONS 1 - Procédé d'obtention, à une heure donnée T, d'une valeur voulue Vk pour une condition ambiante déterminée, telle que la température, l'humidité, etc. à l'intérieur d'une enceinte E fermée, ou sensiblement telle, à l'aide de moyens appropriés M, tels que des moyens de chauffage, de réfrigération, d'humidification, etc. dont l'effet est proportionnel au temps, par adaptation de la durée d'action de ces moyens M à une condition extérieure à cette enceinte, caractérisé en ce qu'il consiste, depuis l'extérieur de l'enceinte E - à consigner, d'une part, la durée maximale, dite "constante de temps " Kt, nécessaire à l'obtention de la valeur voulue Vk et, d'autre part, une heure extrême pour la commande des moyens M, dite "temps initial" Ti qui correspond à la différence entre T et Kt, - à consigner la valeur Vk, dite "valeur de consigne - à l'heure Ti, à déclencher un compte à rebours C de Ti à T, et à détecter la valeur de la condition extérieure V pour la comparer à Vk, - à calculer, en fonction de la différence AV entre V et Vk, la durée d'action nécessaire t pour lesdits moyens M, - à comparer t aux valeurs décroissantes successives du compte à rebours C et, lorsque l'égalité est constatée, à déclencher l'action des moyens M , cette action prenant fin lorsque se termine le compte à rebours C. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la condition ambiante est la température. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la condition extérieure est la température. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la constante de temps Kt est choisis dans une gamme allant approximativement de 20 minutes à 6 heures. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la valeur de consigne Vk est choisie dans une gamme allant approximativement de 50C à 300C1 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 adapté à l'obtention, à différentes heures données T1, TZ, T3, etc., de la valeur voulue Vk pour la condition an biante, dans au moins autant d'enceintes séparées E1, E2, E3, etc. que d'heures différentes, caractérisé en ce qu'il consiste, depuis l'extérieur de l'enceinte E - à consigner la constante de temps Kt et les temps initiaux Ti1, Ti2* Ti3, etc., - à consigner la valeur de consigne Vk, - à déclencher successivement aux heures Ti1, Ti2, Ti3, etc. autant de comptes à rebours C1, C2, C3, etc. de Til à T1* Ti2 à T2, Ti3 à T3, etc. et à détecter la valeur de la condition extérieure V1, V2, V3, etc. pour la comparer à Vk, - à calculer, en fonction de la différence AV1, AV2, AV3, etc. entre V1 et Vk, V2 et Vk, V3 et Vk, etc., la durée d'action nécessaire t1, t2, t3, etc. pour lesdits moyens M1, M2, M3, etc. - à comparer t1, t3', etc. aux valeursdécroissantes des comptes à rebours C1, C2, C3, etc. correspondants et, lorsque l'égalité est constatée, - à déclencher sucessivement l'action desdits moyens M1, M2, M3, etc., ces actions prenant fin, une à une, lorsque se terminent lesdits comptes à rebours. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, adapté à l'obtention à une heure donnée T, de plusieurs valeurs voulues Vka, Vkb, etc. pour la condition ambiante, dans au moins autant d'enceintes Ea Eb, etc, séparées que de valeurs voulues différentes, munies chacune d'un moyen approprié Ma, Mb, etc, caractérisé en ce qu'il consiste, depuis i'extérieur des enceintes E Eb, etc i - à consigner la constante de temps Kt et Je temps itial Ti, - à consigner les valeurs de consigne Vka, Vkb, etc. - à l'heure Ti, à déclencher un compte à rebours de Ti à T, et à détecter la leur de la condition extérieure V pour la comparer à Vka, Vkb, etc. - à calculer, en fonction de la différence #Va , #Vb etc. respectivement entre V et Vka, V et Vkb, etc., la durée d'action respectivement nécessaire ta, tbw etc. pour lesdits moyens Ma* b, etc.; -a comparer ta tb etc. aux valeurs décroissantes successives du compte à rebours C et, lorsque l'égalité est respectivement constatée, à déclencher l'action des moyens Ma Mb, etc., cette action prenant fin lorsque se termine le compte à rebours C. 8 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, à chaque heure donnée T1, T2, T3, etc. correspondent plusieurs enceintes séparées E1, E'1, E"1, etc., E2, E'2, E 2 etc., E3, E'3, E"3, etc. 9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'enceinte E est constituée par l'habitacle moteur et/ou l'habitacle usagers d'un véhicula 10 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce quelle est constituée par - une première horloge 1 indiquant l'heure et qui comprend i . des moyens de consigne de Kt et de Ti, . des moyens de commande d 'une seconde horloge 4lorsque Ti correspond à l'heure indiquée, - une sonde horloge 4 fournissant, à un premier comparateur 5, sous la commande de la première horloge 1, une base de temps formant compte à rebours C, - un régulateur 7 apte à consigner la valeur Vk et à fournir un signal de temps correspondant à un second comparateur 6, - un détecteur 3 apte à mesurer la valeur V et à fourrir un signal correspondant au second comparateur 6, - un second comparateur 6 recevant et comparant les signaux Vk et V et délivrant au premier comparateur 5 un signal traduisant leur différence AV, et - un premier comparateur 5 comparant le signal traduisant AV à la base de temps C et déclenchant les moyens M lorsque l'égalité se fait entre les signaux comparés. 11 - Installation selon la revendication 10 adaptée à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle est constituée par : - une première horloge 1 indiquant l'heure et qui comprend . des moyens de consigne de Kt et de Til, Tri2, Ti3, etc., des moyens de commande d'une série de secon des horloges 4 lorsque Til, Ti21 Tri3, etc. correspondent successivement à l'heure in diquée, - autant de calculateurs thermo-temporels 2 que d'heures différentes donnes, chaque calculateur 2 étant constitué par . une seconde horloge 4, . un Premier comparateur 5, . un second comparateur 6, - un régulateur 7 apte à consigner la valeur Vk et à fournir un signal correspondant à chacun des seconds comparateurs 6, - un détecteur 3 apte à mesurer la valeur V1, V2, V3, etc. et à fournir un signal correspondant à chacun des seconds comparateurs 6, les premiers comparateurs5déclenchant successivement les moyens M1, M2, M3, etc. lorsque l'égalité se fait entre les signaux respectifs comparés. 12 - Installation selon la revendication 10 adaptée à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle est constituée par i - une première horloge 1, - une seconde horloge 4 fournissant, à une série de premiers comparateurs 5, sous la commande de la première horloge 1, une base de temps formant compte à rebours C, - autant de calculateurs thermo-temporels 2 que de valeurs voulues Vka, Vkb, etc., chaque calculateur 2 étant constitué par un premier comparateur 5, . un second comparateur 6, . un régulateur 7, - un détecteur 3, chaque régulateur 7 consignant une valeur voulue, respective ment Vka, Vkb, etc, et les premiers comparateurs 5 déclenchant successivement les moyens Ma Mb. etc. lorsque l'égalité se fait entre les signaux respectifs concernés. 13 - Installation selon l'une quelconque des revfndica- tions 10 à 12, caractérisée en ce qu'elle est incluse dans une borne d'alimentation électrique à laquelle peuvent être raccordées une ou plusieurs enceintes E.