Brevet FR2568827A1 — publié le 19860214

"Dispositif pour la régulation de la température dans une cabine de conducteur d'un véhicule utilitaire". L'invention concernce un dispositif pour la régulation de la température dans une cabine de conducteur d'un véhicule utilitaire, d'un camion notamment, pour le fonctionnement en marche et à l'arrêt, comportant un régulateur de valeur de consigne pour la température intérieure, commandé par la température extérieure selon une courbe caractéristique 1 prédéterminée de la valeur de consigne, et un circuit de régulateur, agissant sur des installations de chauffage et de refroidissement du v-éhicule, pour régler la température intérieure à la valeur de consigne chaque fois établie, dispositif caractérisé en ce qu'il est prévu un circuit de régulation unique pour l'échauffement du moteur et l'installation de conditionnement d'air, ainsi qu'un chauffage -supplémentairedans le circuit-d'eau chaude, qui pré- chauffe en plus le carburant. I1 est connu, d'après ATZ (1983), NO 9, un dispositif pour la régulation de la température du type indiqué ci-dessus, dans lequel, à l'aide de moyens électroniques, le système de chauffage ainsi que d'aération de camions est soumis automatiquement à une régulation de température. Le dispositif utilise des transmetteurs de valeur de consigne en vue d'établir la température-désirée de la cabine du conducteur, des détecteurs à l'extérieur, à la sortie et à 1 'in- térieur tant prévus pour mesurer les températures effectives existantes. Un dispositif électronique central traite les valeurs caractéristiques prédéterminées et mesurées, et il est prévu des soupapes électromagnétiques de synchronisation pour commander automatiquement le flux de passage de l'eau à travers l'échangeur thermique de chauffage et à travers l'appareil de chauffage fixe du véhicule. De cette façon, l'électronique fait varier automatiquement, selon la courbe caractéristique de valeur de consigne mises en mémoire, les températures ambiantes, établies, pour les adapter à la sensation humaine de bien-être suivant la période de l'année (température extérieure). La courbe caractéristique présente une allure rectiligne avec une pente prédéterminée et assure le réglage, dans le cas de basses températures de l'air extérieur, sans modification de la valeur de consigne, d'une température intérieure quelque peu plus élevée que dans le cas de températures de l'air extérieur relativement élevées. Ainsi, dans une cabine de véhicule routier avec grand rayon d'action, à travers les conditions de rayonnement de chaleur différenteslors de températures extérieures changeantes, un réajustage permanent devient superflu~(par exemple, en cas de parcours passant par les Alpes vers le sud). Le système connu rend certes superflu, dans une large mesure, des interventions manuelles du conducteur, mais convient exclusivement pour une régulation de température automatique de systèmes de chauffage et d'aération de camions, non pas pour des installations de conditionnement (systèmes de conditionnement d'air). Ainsi, l'intallation connue n'assure pas de bien-être suffisant pour les occupants de véhicules, et est caractérisé au surplus par une dépense de régulation considérable. L'invention a pour but la création d'un dispositif, pour la régulation de la température dans une cabine de conducteur de véhicule utilitaire du type général indiqué dans le préambule qui présente un montage particulièrement simple et assure, avec une grande sûreté de fonctionne ment, et dans une large mesure automatiquement, la régulation de la température intérieure d'une cabine de conducteur ; et cela de manière à garantir une très bonne sensation humaine de bien-être dans un grand intervalle de températures de l'air extérieur, allant de loin au-dessous à loin au-dessus de la température de gel, régulation englobant donc tous les cas de fonctionnement qui se présentent. Le dispositif de régulation permettant d'atteindre l'objectif de l'invention est caractérisé, à cet effet, en ce qu'il comporte un circuit de régulation unique pour l'échauffement du moteur et l'installation de conditionnement d'air, ainsi qu'un chauffage supplémentaire dans le circuit d'eau chaude qui pré-chauffe en plus le carburant. I1 est indiqué, dans la suite, plus en détail, divers modes de réalisation avantageux de l'invention. L'invention permet de réaliser ainsi sur tout le domaine des températures extérieures, comme courbe, caractéristique de la valeur de consigne, ce qui est désigné par caractéristique "en baignoire", qui est voisine à peu près d'une allure de courbe en forme de parabole. Pour une température extérieure d'environ 150C, la parabole atteint son minimum d'environ 230C comme température intérieure. Pour des températures extérieures au-dessus ou au-dessous de 150C, les températures intérieures se situent au-dessus de 230C (par exemple dans le cas de - 300C à l'extérieur, il est prévu + 270C à l'intérieur, dans le cas de + 50 C à l'extérieur, il est prévu + 280C à l'intérieur). Etant donné qu'une courbe de régulation en forme de parabole, correspondant à une sensation humaine de bien-être optimale, rendrait nécessaires des éléments de circuit électroniques compliqués, l'invention prévoit des tron çons linéaires de la courbe caractéristique de valeur de consigne qui, dans leur ensemble donnent la caractéristique "en baingoire" mentionnée plus haut. Dans la zone inférieure de températures extérieures au-dessous d'environ 100C, la coorbe caractéris tique de la valeur de consigne présente une pente négative ; et dans la zone supérieure de températures extérieures audessus d'environ 200C une pente positive. Ce dernier tron çon de la courbe caractéristique de valeur de consigne correspond précisément au contraire d'une allure de courbe caractéristique selon l'état de la technique cité dans le préambule : Dans le cas de températures extérieures élevées (par exemple dans des pays du sud) on assure la régulation également à une température intérieure plus élevée ; par suite, le conducteur n'éprouve pas de sensation de froid dans la cabine, par exemple lorsqu'il monte dans la cabine du conducteur. Le processus est à peu près à comparer avec l'accès à un intérieur refroidi par une régulation de conditionnement lorsqu' il règne d'assez grosses chaleurs à l'air libre. Dans ce dernier cas,le risque d'un refroidissement est grand lorsque justement d'assez fortes différences de température agissent sur le corps. Etant donné que, lors de températures exté- rieures relativement élevées, la régulation s'opère pour assurer des températures intérieures également élevées comparativement, l'installation de conditionnement d'air fonctionne avec un besoin d'énergie favorable. La caractéristique essentielle de l'invention est, en outre, la constitution d'un circuit de régulation unique combiné pour l'échauffement du moteur et l'installation de conditionnement d'air ainsi qu'en plus encore le chauffage additionnel existant, de telle sorte que le montage se trouve davantage simplifié et le dispositif de régulation automatisé. D'après l'état de la technique, il faut activer manuellement l'échauffement du moteur, le chauffage additionnel et éventuellement une installation existante de conditionnement du véhicule, avant que ne commence le fonctionnement de la régulation. Un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention prévoit de mettre en circuit, comme régulateur, dans le circuit de régulation, dans la zone inférieure de la courbe caractéristique de la valeur de consigne seulement l'installation de chauffage et dans la zone supé rieure seulement l'installation de conditionnement d'air, ainsi que, dans la zone linéaire médiane intermédiaire, les deux installations à la fois. I1 y a avantage ainsi, dans la zone linéaire du tronçon de la courbe caractéristique de valeur de consigne situé entre 10 et 200C, à chauffer par l'installation de chauffage ainsi qu'à refroidir par l'installation de conditionnement d'air, ce qui est en soi contradictoire. Grâce à ce moyen conforme à l'invention, il est obtenu un séchage de l'air qui a pour effet d'éviter la condensation de buée sur les vitres de la cabine du conducteur. La commande de l'installation de chauffage est effectué par l'intermédiaire d'une soupape à eau synchronisée, qui est insé- rée au début du circuit d'eau du chauffage, afin de capter des pointes de pression dans le bloc-moteur susceptibles de se produire lors de sa fermeture. L'installation de conditionnement d'air est mise en ou hors circuit au moyen d'un signal à l'accouplement du compresseur. Un autre mode avantageux de réalisation de l'invention prévoit que la courbe caractéristique de la valeur de consigne peut être déplacée à la main en direction de l'axe des températures extérieures, et cela de préférence jus- qu'à un maximum de + 70C de variation de la température de l'intérieur. Une zone de régulation aussi étendue donne au conducteur la possibilité de mieux régler le sentiment de surchauffage dans la cabine qui se produit lors de la radiation des rayons solaires. Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, il est prévu, en outre, que, lors du fonctionnement du chauffage à l'arrêt (position de sommeil), la courbe caractéristique de la valeur de consigne est automatiquement décalée vers le bas, d'environ 100C en direction de l'axe des températures extérieures, afin d'assurer la régulation à un niveau de température inférieure plus bas. Il en résulte, notamment de nuit lorsque les occupants du véhicule dorment, ainsi que, d'une façon générale, dans les périodes de repos en cours de journée, un meilleur bien-être, avec une faible consomma tion de carburant. Il est avantageux de disposer un détecteur d'humidité de~l'air à l'intérieur de la cabine du conducteur, comme paramètre supplémentaire pour la régulation. Par l'intermédiaire de ce détecteur d'humidité, notamment la proportion d'air frais/air de circulation est réglée automatiquement. L'avantage particulier d'un agencement de ce genre est de pouvoir régler l'humidité de l'air avec une précision particulière et, en même temps, de pouvoir optimiser la puissance de chauffage et la puissance de refroidissement ainsi qu'également le sentiment de bien-être des occupants du véhicule. Chaque fois, lors du démarrage du moteur, on peut avantageusement activer immédiatement, de façon auto mastique, le chauffage supplémentaire et ainsi aussi porter le moteur plus rapidement à la température de marche. Par suite, de manière avantageuse, la valeur de consigne prédéterminée de la température de l'intérieur de la cabine du conducteur est atteinte plus rapidement dans la phase de fonctionnement du chauffage. En même temps l'usure des éléments du moteur sous l'effet d'influences du démarrage à froid se trouve réduite. La mise en circuit de la régulation automatique de la valeur de-consigne prédéterminée de la température de l'intérieur de la cabine du conducteur s'effectue avantageusement de façon automatique lors de la manoeuvre du commutateur de régime de marche du véhicule. Par suite, le conducteur ou le convoyeur n'ont pas la charge de l'actionnement de l'évolution de la régulation. Uniquement le (ou les) échelons du ventilateur qui dépasse (ou dépassent) l'étage 1 doivent être déterminés et réglés eux-mêmes suivant des besoins personnels. Le réglage du ventilateur est avantageusement commandé par la température extérieure. Grâce au fait que la régulation du ventilateur est commandée par la température extérieure s'effectue l'accroissement nécessaire du débit d'air pour le "conditionnement" par rapport au "chauffage", et cela en conservant le même échelon du ventilateur. On économise ainsi au moins un échelon de ventilateur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels: - la figure 1 montre la courbe caractéristique de la valeur de consigne du dispositif servant à la régulation de la température dans une cabine de conducteur d'un véhicule utilitaire, où sont portées en abscisses, la température extérieure et, en ordonnées, la température intérieure de la cabine du conducteur ; et - la figure 2 montre une représentation schématique d'une zone de fonctionnement où chevauchent les installations de chauffage et de conditionnement d'air. Les exigences physiologiques et thermodynamiques auxquelles doit satisfaire un système de régulation automatique de la température dans des véhicules sont décrites de façon explicite dans la littérature et suffisamment connues. I1 convient fondamentalement de se rendre compte que l'obJec- tif de tout système de régulation s'y rapportant est d'établir et de régler, pour tous les états de fonctionnement se présentant en cours de route, des conditions climatiques, à l'intérieur, dont les valeurs caractéristiques se déplacent à l'intérieur des limites du bien-être. Dans le cas de camions avec cabine à couchettes, là zone de régulation de la température de la cabine du conducteur doit être étendue en plus à la phase de service sans déplacement, étant donné qu'également lorsque le moteur est à l'arrêt (par exemple, lorsque le conducteur se couche pour passer la nuit) cela pré-suppose que l'on choisit à l'avance un niveau de température agréable L'installation d'ensemble non représentée au dessin et n'offrant pas davantage d'intérêt pour l'invention d'un système de chauffage et de conditionnement d'air, comportant échauffement du moteur, chauffage supplémentaire dans le circuit d'eau chaude, avec pré-chauffage du carburant, et installation de conditionnement d'air, comprend un circuit de régulation unique combiné pour les appareils dont il s'agit, qui sont montés comme régulateurs dans le circuit de régulation. Dans le circuit de régulation est intégré, en outre, un réglage de ventilateur commandé par la température extérieure. A l'intérieur de la cabine du conducteur se trouve, dans le dispositif de commande du chauffage, à côté ou au-dessous de l'horloge de présélection servant au chauffage supplémentaire, dans un découpage prévu pour un commutateur à bascule, un détecteur de température de l'intérieur, qui, en service, fournît les valeurs effectives de la température à régler. Afin de mesurer la température extérieure, il est monté un détecteur de température extérieure à l'entrée d'air frais du chauffage. L'installation de conditionnement d1air (évaporateur) comprend un détecteur de température de l'évaporateur détecteur connu en soi qui est mis en place en le poussant de l'avant à travers l'orifice d'air frais dans l'évaporateur. Comme autre détecteur de température du système de régulation, il est prévu une sonde de température de soufflage, qui est montée comme détecteur bans.l'espace situé entre les ventilateurs. Toutes les sondes de température mentionnées ci-dessus, montées dans ou sur l'appareil de chauffagel installation de conditionnement, sont, en vue d'un montage facile en cas d'endommagement de sondes câblées de manière à ce que soit prévu un point de coupure. Le dispositif prévu pour assurer la régulation de la température dans la cabine du conducteur comprend, en outre, un organe régulateur de la valeur de consigne commandé par la température extérieure selon-une courbe caractéris- tique prédéterminée de cette valeur de consigne pour la température intérieure ; dans le circuit (unique) de régulation du système, la température intérieure est alors réglée à la valeur de consigne établie chaque fois. La courbe caractéristique de la valeur de consigne selon la figure 1 présente une allure en forme de cuve avec trois tronçons linéaires. Dans la zone inférieure de températures extérieures au-dessous de 100C environ, le tronçon correspondant de la courbe caractéristique présente une pente négative de telle manière que, pour une température extérieure d'environ 300C il est prévu une température intérieure de 270C environ pour la cabine du conducteur, et pour une température extérieure de + aOOC une température intérieure de 230C environ. Dans la zone-supérieure de températures extérieures au-dessus de 200C environ fait suite un tronçon linéaire (de la courbe caractéristique de la valeur de consigne) qui présente une pente positive de telle manière que, pour une température extérieure d'environ 200C, il est obtenu une température intérieure de 230C environ, et pour une température extérieure d'environ 50 C, une température intérieure de 270C environ par la cabine du conducteur. Les deux tronçons linéaires de la courbe caractéristique de la valeur de consigne qui viennent d'être mentionnés sont reliés, entre 100C et 200C de température extérieure, par un tronçon médian linéaire s'étendant parallèlement à l'axe des températures extérieures (abscisses). Afin d'accroitre le champ de régulation de la courbe de température, le conducteur, ou le convoyeur, peut, individuellement selon ses désirs, décaler manuellement vers le haut et vers le bas, de + 70C au maximum, la caractéristique de régulation " en baignoire " mentionnée,- comme représenté en figure 1 ; ce qui permet de se régler, de manière simple, à un échelon de bien-être individuel. Ceci donne ainsi au conducteur, ou au convoyeur, la possibilité de mieux régler, dans la cabine du conducteur, le sentiment de surchauffage qui se fait sentir en cas de radiation des rayons solaires. Lors d'un fonctionnement du chauffage à l'arrêt, la caractéristiqué de régulation " en baignoire" mentionnée peut être automatiquement abaissée à partir de la position normale (tracée en trait continu) en étant décalée vers le bas d'environ 100C. Cela procure, notamment de nuit lorsque les occupants du véhicule dorment, ainsi que, d'une façon générale, dans leurs périodes de repos, un meilleur bien-être, avec une faible consommation de carburant du chauffage supplémentaire. La figure 2 représénte, de façon schématique, un type de fonctionnement avantageux d'une installation de chauffage et d'une installation de conditionnèment d'air. Le fonctionnement de l'installation de chauffage du système de régulation est mis en oeuvre Jusqu'à 200C environ, tandis qu'à partir de 100C environ, l'installation de conditionnement d'air du système de régulation est déjà mise en route ; par suite, dans une zone de température de chevauchement entre 100C et 200C, aussi bien le chauffage que l'installation de conditionnement sont mis en service en commun, il est obtenu ainsi un séchage de l'air et, par conséquent, une humidité de l'air dans la zone agréable, évitant en même temps la condensation de buée sur les vitres de la cabine du conducteur. La commande du chauffage est effectuée par l'intermédiaire d'une ( ou plusieurs) soupapes à eau synchro nisées c'est-à-dire aussi bien par l'intermédiaire d'un diviseur de débit agissant en continu laquelle (ou lesquelles) est (ou sont) insérées au début du circuit d'eau du chauffage, afin de capter des pointes de pression dans le bloc-moteur qui se produisent éventuellement lors de leur fermeture, et d'assurer un débit toujours constant de l'agent de chauffage. L'installation de conditionnement d'air est mise en ou hors circuit par un signal à l'accouplement du compresseur. REVENDICATIONS 10) Dispositif pour la régulation de la température dans une cabine de conducteur d'un véhicule utilitaire, d'un camion notamment, pour le fonctionnement en marche et à l'arrêt, comportant un régulateur de valeur de consigne pour la température intérieure, commandé par la température extérieure selon une courbe caractéristique (1) prédéterminée de la valeur de consigne, et un circuit de régulation, agissant sur des installations de chauffage et dere- froidissement du véhicule, pour régler la température intérieure à la valeur de consigne chaque fois établie, dispositif caractérisé en ce qu'il est prévu un circuit de régulation unique pour ltéchauffement du moteur, et l'installation de conditionnement d'air, ainsi qu'un chauffage supplémentaire dans le circuit d'eau chaude, qui pré-chauffe en plus le carburant. 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courbe caractéristique (1) de la valeur de consigne présente une allure en forme de cuve, avec une pente négative dans la zone inférieure de températures extérieures, au-dessous de 10 C environ, et une pente positive dans la zone supérieure de températures extérieures, au-dessus de 200C environ. 30) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est réalisé de manière à mettre en circuit, comme régulateur, dans le circuit de régulation, dans la zone inférieure seulement l'installation de chauffage et dans la zone supérieure seulement l'installation de conditionnement d'air, ainsi que, dans la zone médiane intermédiaire les deux installations. 40) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la courbe caractéristique (1) de la valeur de consigne peutêtre déplacée à la main en direction de l'axe des températures extérieures. 50) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un régulateur de ventilateur, commandé, par la température extérieure, est intégré dans le circuit de régulation. 60) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu, à l'intérieur de la cabine du conducteur, un détecteur d'humidité de l'air comme paramètre supplémentaire pour la régulation de la température. 70) Dispositif selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce que, lors du démarrage du moteur, le chauffage supplémentaire est automatiquement activé. 80) Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 7,caractérisé en ce que le système de régulation de la température est automatiquement activé lors de la manoeuvre du commutateur de marche du véhicule. 90) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, lors du fonctionnement à chaud à l'arret, la courbe caractéristique (1) de la valeur de consigne est automatiquement décalée vers le bas d'environ 100C en direction de l'axe de la température extérieure.