Brevet FR2607251A1 — publié le 19880527

Sonde de température et son utilisation pour la climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile. L'invention concerne une sonde de température et son utilisation pour le réglage de la température d'un courant de fluide, notamment pour la climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile. Les installations de climatisation pour l'habitacle des véhicules automobiles produisent généralement un courant d'air dont la température est réglée en fonction de certains paramètres et qui est amené à des bouches d'aération et de chauffage de l'habitacle. On connaît en particulier de telles installations dans lesquelles le réglage de la température du courant d'air fait appel à des moyens de réglage comprenant par exemple un volet pivotant assurant le mélange de deux courants d'air primaires à des températures différentes, et à une sonde de température placée en aval de ces moyens de réglage dans le courant d'air, un signal issu de la sonde constituant l'un des paramètres de réglage.Dans certains cas, les courants d'air primaires ne se mélangent pas de façon uniforme, et il subsiste un gradient de température transversal au sein du courant d'air résultant. (Le mot gradient est pris ici dans son sens géométrique de vecteur.) Ce gradient est d'ailleurs parfois utilisé pour envoyer des fractions du courant d'air à des températures différentes à différentes bouches d'aération et de chauffage, en fonction de la position de celles-ci (partie haute ou partie basse de l'habitacle) ou de leur fonction (dégivrage du pare-brise par exemple). On conçoit que si l'élément thermosensible de la sonde de température est balayé par le courant d'air dans une zone où celui-ci présente un gradient de température important, il peut en résulter une perturbation du signal de la sonde et une instabilité du réglage. Ce risque est particulièrement élevé lorsque, comme il arrive parfois, le gradient de température change de sens d'un endroit à l'autre du courant d'air. L'invention vise à remédier à cet inconvénient. L'invention a pour objet une sonde de température comprenant un élément thermosensible et des éléments de raccordement pour transmettre un signal de température à partir de l'élément thermosensible, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une enveloppe tubulaire entourant l'élément thermosensible possédant au moins deux ouvertures situées de préférence aux extrémités de l'enveloppe tubulaire. L'invention s'applique notamment à une sonde du type dans lequel les éléments de raccordement sont des fils, ceux-ci sortant alors de l'enveloppe tubulaire par l'une de ses extrémités. Lorsque les fils sont entourés par une gaine, l'enveloppe tubulaire peut être fixée, notamment par sa paroi interne, à des bras dépendant de la gaine et s'écartant radialement de celle-ci. L'invention a également pour objet un dispositif pour le réglage de la température d'un courant de gaz, comprenant une sonde de température telle qu'elle vient d'être décrite, placée dans ce courant de gaz, des moyens de réglage pour faire varier la température de celui-ci, et des moyens de commande pour commander les moyens de réglage en fonction de signaux de commande comprenant au moins un signal issu de la sonde, la direction longitudinale de l'enveloppe tubulaire de celle-ci étant orientée transversalement à la direction du courant de gaz. L'invention est particulièrement avantageuse lorsque le courant de gaz présente un gradient de température transversal au voisinage de la sonde, la direction longitudinale de l'enveloppe tubulaire étant orientée sensiblement transversalement à ce gradient. Cet avantage est encore plus appréciable lorsque le gradient de température change de sens au voisinage de la sonde. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de réglage comprennent un volet pivotant disposé en amont de la sonde et assurant le mélange de deux courants de gaz primaires à des températures différentes. L'invention a encore pour objet une installation de climatisation pour l'habitacle d'un véhicule automobile, comprenant un dispositif tel qu'il vient d'être défini, dans lequel le courant de gaz est un courant d'air, et des moyens de canalisation pour amener des fractions du courant d'air à différentes bouches d'aération et de chauffage de l'habitacle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation et des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une représentation schématique partielle d'une installation de climatisation pour l'habitacle d'un véhicule automobile; - la figure 2 est un schéma-bloc du dispositif de réglage de température dans cette installation; - la figure 3 est un diagramme représentant la variation de température selon une direction transversale au courant d'air; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une sonde de température utilisée dans l'installation. Dans l'installation de la figure 1, un ventilateur centrifuge C envoie un courant d'air à travers un échangeur de chaleur réfrigérant El selon une flèche F3. Ce courant d'air provient d'air frais (flèche F1) et/ou d'air recyclé (flèche F2) selon la position d'un volet pivotant V1 placé du côté aspiration du ventilateur C. Un volet pivotant V2 comprenant deux parties V21 et V22 solidaires l'une de l'autre est placé en aval de l'échangeur El. Dans une première position extrême, représentée en trait plein, le volet V2 oblige l'air sortant de l'échangeur El à traverser un échangeur de chaleur réchauffeur E2, selon une flèche F4, pour accéder à une zone de réglage de température R, le passage direct de l'échangeur El à la zone R étant barré par la partie V21. Dans la position extrême opposée, illustrée en trait mixte, la partie V21 du volet V2 barre le passage de l'échangeur El vers l'échangeur E2 tandis que la partie V22 barre le passage de l'échangeur E2 vers la zone R, et l'air passe directement-de l'échangeur El à la zone R.Pour les positions intermédiaires du volet V2, une partie de l'air sortant de l'échangeur El traverse l'échangeur E2 et l'autre partie passe directement dans la zone de réglage de température R. En aval de la zone de réglage R, des volets pivotants V4 et VS répartissent le courant d'air en différentes fractions qui sont amenées vers des aérateurs à la partie haute de l'habitacle (flèches F5), vers des bouches d'aération ou de chauffage de la partie basse de l'habitacle (flèche F6) et vers des aérateurs de dégivrage du pare-brise (flèche F7). Dans la zone de réglage de température R est placée une sonde de température D dont la fonction sera décrite en référence à la figure 2. Un signal SH représentant la température régnant dans l'habitacle du véhicule, fourni par un capteur H placé en un point choisi de ce dernier, ou par une combinaison de capteurs placés en différents points, est comparé par un organe de comparaison C1 à un signal SG représentant la température souhaitée dans l'habitacle et fournie par un sélecteur de température de consigne G. Le signal SC1 fourni par l'organe C1 et le signal SD fourni par la sonde de température D sont combinés par un organe de commande C2 qui fournit à son tour un signal de commande SC à un organe de réglage P comprenant le volet V2 de la figure 1.La position du volet V2 influence la température détectée par la sonde D, ce qu'indique la flèche SP en traits interrompus. Lorsque le volet V2 est dans une position intermédiaire, le courant d'air circulant dans la région de mélange R est formé par la juxtaposition et l'interpénétration partielle de filets d'air provenant directement de l'échangeur froid El et de filets d'air ayant traversé l'échangeur chaud E2. Les parties du courant d'air les plus proches de l'échangeur E2 sont donc à une température plus élevée que la température des parties les plus proches de l'échangeur El. Si on considère une ligne L traversant la région R sensiblement perpendiculairement à la direction générale du courant d'air circulant dans celle-ci, et parallèlement à une direction de plan définie par les directions générales des courants d'air provenant de l'échangeur El et de l'échangeur E2, on observe une variation de la température de l'air le long de cette ligne, la température étant généralement croissante lorsqu'on s'éloigne de l'échangeur froid El pour aller vers l'échangeur chaud E2, c'est-à-dire de la droite vers la gauche à la figure 1. Les conduites en aval de la zone R sont disposées de telle sorte que les fractions du courant d'air envoyées vers le bas de l'habitacle (flèche F6) et vers le pare-brise (flèche F7) sont à une température plus élevée que celles envoyées vers le haut de l'habitacle (flèches F5). A la tendance générale indiquée ci-dessus, se superposent des perturbations dues à des turbulences dans le courant d'air. Le résultat est montré dans le diagramme de la figure 3, dans lequel la courbe K représente la température de l'air T en un point de la ligne L en fonction de l'abscisse 1 de ce point mesuré de la droite vers la gauche de la figure 1 à partir d'une origine arbitraire.On voit que la courbe K présente une première partie ascendante K1 limitée par un point M d'abscisse 1x, puis une partie descendante K2 comprise entre le point M et un point N d'abscisse 1N, et enfin une seconde partie ascendante K3 au-delà du point N. Cette courbe indique l'existence d'un gradient de température dirigé sensiblement selon la ligne L, ce gradient étant orienté vers les abscisses élevées en les points d'abscisse inférieure à 1M ou supérieure à 1Nr et vers les abscisses basses en les points d'abscisse comprise entre 1M et 1N. En outre, ces deux abscisses correspondant au changement de sens du gradient de température varient en fonction de la position du volet V2. La situation qui vient d'être décrite reste vraie quelle que soit la ligne L considérée. I1 en résulte que si l'élément thermosensible de la sonde de température D était directement exposé au courant d'air circulant dans la zone R, cette sonde ne pourrait mesurer de façon stable une valeur représentative de la température de ce courant d'air. C'est la raison pour laquelle a été conçue la sonde selon 1 'inven- tion, qui sera maintenant décrite en référence à la figure 4. La sonde D comprend un élément thermosensible 10 tel qu'une thermistance, et deux fils de raccordement disposés symétriquement l'un de l'autre par rapport au plan de coupe, celui de ces fils qui est visible sur la figure étant référencé 11. Les fils de raccordement sont entourés par une gaine en matière plastique 13 formée de deux pièces semi-cylindriques 14 et 15 assemblées entre elles selon deux génératrices par tout moyen approprié. Les fils peuvent en outre être isolés individuellement ou séparés l'un de l'autre par une nervure longitudinale dépendant de l'une des pièces 14 et 15. A son extrémité opposée à celle où se trouve l'élément thermosensible 10, la gaine 13 se prolonge par un boîtier connecteur 16- formé par les deux mêmes pièces 14 et 15.Des fiches de connexion solidaires du boîtier 16, dont une est représentée sous la référence 12, sont soudées aux extrémités des fils de raccordement. Entre la gaine 13 et le boîtier 16, les pièces 14 et 15 définissent une collerette 17 munie de pattes élastiques 18 permettant l'encliquetage de la sonde sur une paroi de l'installation dans laquelle elle doit être utilisée. A l'extrémité de la gaine 13 tournée vers l'élément thermosensible 10,deux bras 19 et 20 dépendent respectivement des pièces 14 et 15. Ces bras s'éloignent de la gaine dans la direction longitudinale en formant des arcs qui s'écartent d'abord radialement puis se rapprochent de l'axe longitudinal de la sonde où ils se rejoignent en leur extrémité commune 21, au-delà de l'élément thermosensible 10. Sur les bras 19 et 20 est enfilée une enveloppe tubulaire 22 également en matière plastique dont l'axe longitudinal est confondu avec celui de la gaine L'enveloppe tubulaire 22 s'appuie par sa paroi interne aux points des bras 19 et 20 les plus éloignés de l'axe, auxquels il est par exemple soudé ou collé. La forme en arc des bras 19 et 20 et leur appui mutuel en leur extrémité 21 assure une liaison rigide entre l'enveloppe tubulaire 22 et les pièces 14 et 15. La sonde D est disposée dans la zone de réglage de température R de façon que l'axe de la gaine 13 et de l'enveloppe tubulaire 22 soit dirigé sensiblement perpendiculairement à la ligne L, c'est-à-dire au gradient de température régnant dans cette zone, et perpendiculairement à la direction générale du courant d'air. L'enveloppe tubulaire 22 étant ouverte à ses deux extrémités, de part et d'autre de l'élément thermosensible 10, et ne présentant pas d'ouverture transversale, l'élément thermosensible n'est pas exposé directement au courant de gaz circulant transversalement à cette enveloppe. En revanche, la libre circulation de l'air à travers l'enveloppe tubulaire selon sa direction longitudinale permet l'éta- blissement, au niveau de l'élément thermosensible,d'une température moyenne représentative de la température du courant d'air et protégée des fluctuations. La structure et le fonctionnement de l'installation de climatisation ci-dessus n'ont été décrits ci-dessus que pour illustrer un exemple pratique d'utilisation de l'invention. I1 est bien entendu que la sonde selon l'invention peut être utilisée chaque fois que des irrégularités affectant la température d'un courant de fluide rendent gênante une exposition directe de l'élément thermosensible à ce courant de fluide. Revendications. 1. Sonde de température (D) comprenant un élément thermosensible (10) et des éléments de raccordement (11) pour transmettre un signal de température (SD) à partir de l'élément thermosensible, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une enveloppe tubulaire (22) entourant l'élément thermosensible et possédant au moins deux ouvertures 2. Sonde selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites ouvertures sont situées aux extrémités de l'enveloppe tubulaire. 3. Sonde selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément thermosensible est une thermistance. 4. Sonde selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les éléments de raccordement sont des fils qui sortent de l'enveloppe tubulaire par l'une de ses extrémités. 5. Sonde selon la revendication 4, caractérisée en ce que les fils sont entourés par une gaine (13). 6. Sonde selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'enveloppe tubulaire est fixée à des bras (19, 20) dépendant de la gaine et s'écartant radialement de celle-ci. 7. Sonde selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'enveloppe tubulaire est fixée aux bras par sa paroi interne. 8. Dispositif pour le réglage de la température d'un courant de gaz, comprenant une sonde de température (D) placée dans ledit courant de gaz, des moyens de réglage (P) pour faire varier la température de celui-ci, et des moyens de commande (C1, C2) pour commander les moyens de réglage en fonction de signaux de commande (SD, SG, SH > comprenant au moins un signal (SD) issu de ladite sonde, caractérisé en ce que la sonde est conforme à l'une des revendications précédentes, la direction longitudinale de l'enveloppe tubulaire étant orientée transversalement à la direction du courant de gaz. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le courant de gaz présente au voisinage de la sonde un gradient de température transversal, la direction longitudinale de l'enveloppe tubulaire étant orientée sensiblement transversalement à ce gradient. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le gradient de température change de sens au voisinage de la sonde. 11. Installation de climatisation pour l'habitacle d'un véhicule automobile, comprenant un dispositif selon l'une des revendications 9 et 10, dans lequel le courant de gaz est un courant d'air, et des moyens de canalisation pour amener des fractions (F5, F6, F7) du courant à d'air à différentes bouches d'aération et de chauffage de l'habitacle, caractérisée en ce que les fractions du courant d'air sont séparées selon la direction du gradient de température et présentent ainsi des températures moyennes différentes.