Brevet FR2694394A1 — publié le 19940204

Dispositif de mesure de paramètres d'un flux d'air introduit dans un habitacle de véhicule automobile L'invention concerne un dispositif de mesure de paramètres d'un flux d'air introduit dans un habitacle de véhicule automobile. On connaît déjà des dispositifs de mesure de ce type qui comprennent un ou plusieurs capteurs destinés à mesurer des paramètres physiques et/ou physico-chimiques d'un flux d'air. Le dispositif de mesure le plus répandu comprend un capteur de température, encore appelé sonde de température, constitué d'une thermistance Ce capteur est placé dans un endroit choisi du véhicule, sur le trajet de circulation du flux d'air, avant introduction dans l'habitacle. Dans un véhicule automobile classique, il est prévu une installation de chauffage-ventilation et/ou climatisation comprenant notamment un boîtier d'entrée d'air muni d'une entrée d'air extérieur contrôlée par un volet et d'une entrée d'air de recirculation contrôlée par un autre volet. Lorsqu'un tel véhicule est équipé d'un capteur de températu- re, ce dernier est souvent placé dans le boîtier d'entrée d'air, en amont du volet contrôlant l'entrée d'air extérieur, par rapport à la direction de circulation du flux d'air. Une telle solution présente certains inconvénients En effet, si le capteur fonctionne correctement lorsque l'installation est en régime air extérieur, car le capteur est alors ventilé par le flux d'air, il n'en est pas de même dans le cas o l'installation fonctionne en régime air de recirculation. Dans ce dernier cas, le capteur n'est plus ventilé et l'information qu'il donne est faussée par le rayonnement thermique du véhicule et notamment du moteur qui est généra- lement situé proche de l'installation de chauffage-ventila- tion et/ou climatisation. Pour pallier cet inconvénient, on a proposé de mémoriser la dernière valeur de mesure délivrée par le capteur avant de passer en régime air de recirculation On a proposé aussi de fixer le capteur de température sur le volet contrôlant l'entrée d'air extérieur, afin de modifier sa position et de mieux le ventiler. Ces solutions engendrent des complications de construction et ne permettent pas toujours au capteur de température de donner des valeurs réellement représentatives du paramètre à mesurer. Comme autre capteur, on peut mentionner aussi les capteurs destinés à mesurer l'humidité, absolue ou relative, du flux d'air, par exemple en vue de désembuer l'habitacle Comme ces capteurs sont généralement placés au même endroit que les capteurs de température, il en résulte les mêmes inconvé- nients que ceux mentionnés précédemment. Par ailleurs, pour traiter les problèmes de pollution, il est connu de disposer de capteurs physico-chimiques capables de déceler la présence de gaz nocifs, principalement de CO, N Ox et de gaz imbrilés CH La présente de tels capteurs pose un double problème. Tout d'abord, si ces capteurs sont capables de donner un ordre de passage en recirculation d'air, ils doivent être également capables de donner l'ordre inverse quand la pollution disparaît Or, ceci n'est pas possible si les capteurs ne sont pas correctement ventilés ou aérés par le flux d'air. D'autre part, ces capteurs sont en général chauffés à des températures moyennes, pouvant atteindre une valeur de 100 à 4000 C localement, pour activer des réactions chimiques qui sont à l'origine de leur fonctionnement Là encore, si ces capteurs ne sont pas correctement ventilés, ils peuvent délivrer des valeurs erronées, de même pour les capteurs voisins Il peut aussi en résulter une détérioration des capteurs sous l'effet d'une élévation de température. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvé- nients précités. C'est en particulier un but de l'invention de procurer un dispositif de mesure du genre précité qui est capable de fournir des valeurs véritablement représentatives des paramètres du flux d'air à mesurer. C'est encore un but de l'invention de procurer un tel dispositif qui peut être implanté dans un endroit approprié du véhicule automobile, sans être sensible à l'environnement extérieur, notamment au rayonnement thermique du véhicule automobile. C'est encore un but de l'invention de procurer un tel dispositif de mesure qui peut comporter différents types de capteurs, principalement, mais non exclusivement, des capteurs de température. L'invention propose à cet effet un dispositif de mesure du type mentionné en introduction, lequel comprend: un boîtier comportant une entrée d'air propre à être alimentée par une fraction du flux d'air à mesurer, une sortie d'air propre à évacuer cette fraction de flux d'air, et une chambre interne communiquant avec l'entrée d'air et la sortie d'air; des moyens de circulation pour établir un écart de pression entre l'entrée d'air et la sortie d'air et faire circuler cette fraction de flux d'air au travers de la chambre interne; et au moins un capteur de mesure logé dans la chambre interne du boîtier et propre à être balayé par la fraction de flux d'air et à délivrer une valeur d'un paramètre à mesurer. Le dispositif permet ainsi de balayer en permanence le ou les capteurs soit par un débit d'air prélevé sur le flux d'air introduit dans l'habitacle du véhicule automobile, soit par un débit d'air prélevé à l'extérieur et rejeté à l'extérieur. Il en résulte que les capteurs sont en permanence balayés par un débit d'air dont les paramètres physiques et/ou physico- chimiques sont soit identiques à ceux du flux d'air introduit dans l'habitacle, soit identiques à ceux de l'air extérieur. De plus, ces capteurs se trouvent à l'abri des influences extérieures et notamment du rayonnement thermique du véhicule automobile Dans ces conditions, le dispositif peut être placé en tout endroit d'un véhicule automobile, notamment dans le boîtier d'entrée d'air de l'installation de chauf- fage-ventilation et/ou climatisation, pour délivrer des valeurs en temps réel. On peut ainsi mesurer réellement la valeur de la température du flux d'air, sans qu'il soit nécessaire de mémoriser la dernière valeur lue avant passage en régime air de recircula- tion. On peut aussi utiliser d'autres capteurs, notamment des capteurs d'humidité et de pollution, et cela en temps réel. Les moyens de circulation du dispositif de l'invention peuvent être constitués soit par une source de dépression, par exemple par le moteur ou une source de dépression dynamique, soit encore par une source de pression comme une pompe a air. Les moyens de pression sont, notamment dans le cas d'une pompe à air, avantageusement logés dans le boîtier, ce qui permet de réaliser un dispositif de structure compacte. L'entrée d'air du boîtier comprend avantageusement une grille et la sortie d'air une tubulure de sortie propre à être raccordée à une conduite d'évacuation. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le dispositif comprend un circuit électronique auquel se raccorde au moins un capteur, ce circuit électronique étant logé dans la chambre interne du boîtier. Avantageusement, le dispositif comprend un connecteur électrique propre à établir une liaison électrique entre le circuit imprimé et un câble de connexion extérieur au boîtier, au travers d'une paroi du boîtier. Dans le cas o le boîtier loge intérieurement une pompe à air, ce connecteur établit également une liaison avec cette pompe à air. Le dispositif de l'invention comprend avantageusement au moins un capteur propre à mesurer un paramètre choisi parmi une valeur de température, un taux d'humidité ou un taux de pollution du flux d'air à mesurer. Le dispositif peut comprendre un capteur de température, un capteur d'humidité et au moins un capteur de pollution, balayés dans cet ordre par la fraction de flux d'air circu- lant dans le boîtier. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue partielle en coupe d'un boîtier d'entrée d'air faisant partie d'une installation de chauf- fage-ventilation et/ou climatisation d'un véhicule automobile (représenté partiellement), ce boîtier comportant un disposi- tif de mesure selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe du dispositif de mesure dont est muni le boîtier d'entrée d'air de la figure 1, cette vue en coupe étant prise suivant la ligne II-II de la figure 3; la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; et la figure 4 est un détail à échelle agrandie de la f igu- re 2. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un boîtier d'entrée d'air 10 faisant partie d'une installation de chauffageventilation et/ou climatisation d'un véhicule automobile 12, dont on a représenté une partie du capot moteur 14 et du pare-brise 16. Le véhicule 12 comprend une grille d'entrée d'air 18 située à la base du pare-brise 16 et en partie sous le capot 14, cette grille étant prévue pour amener de l'air provenant de l'extérieur du véhicule dans un compartiment d'entrée d'air 20 muni intérieurement d'une gouttière 22 Le compartiment 20 communique avec une première entrée d'air 24 du boîtier 10, qui est contrôlée par un volet pivotant 26 Ce dernier permet d'admettre dans le boîtier 10, de façon contrôlée, de l'air provenant de l'extérieur du véhicule automobile. Le boîtier 10 est en outre muni d'une seconde entrée d'air 28 qui communique avec l'habitacle 30 du véhicule automobile et qui est contrôlée par un volet pivotant 32 Ce dernier volet permet de contrôler l'admission d'air de recirculation en provenance de l'habitacle. L'habitacle est séparé du compartiment moteur par une cloison pare-feu 33, l'installation de chauffage-ventilation et/ou climatisation étant située près de cette cloison, du côté de l'habitacle. Le boîtier 10 communique avec une volute 34 dans laquelle est logé un ventilateur 36 constitué d'une turbine 38 entraînée en rotation par un moteur électrique 40 L'air admis dans le boîtier, au travers de l'entrée 24 et/ou de l'entrée 28, est accéléré par la turbine 38 et est ensuite pulsé dans l'appa- reil de chauffage pour y être éventuellement réchauffé ou refroidi, de manière en soi connue. Le boîtier d'entrée d'air 10 tel qu'il vient d'être décrit jusqu'à présent est d'une structure en elle-même connue Ce boîtier est muni d'un dispositif de mesure 42 selon l'inven- tion, lequel, dans l'exemple représenté, est situé dans le boîtier 10 à proximité immédiate de l'entrée d'air 24 et de la zone d'évolution du volet 26. En variante, il pourrait être situé dans le compartiment 20, sous la gouttière 22, comme représenté en 42 '. Le dispositif de mesure 42 sera maintenant décrit de façon plus particulière en référence aux figures 2 à 4. Le dispositif 42 comprend un boîtier 44 constitué d'un corps de boîtier 46 et d'un couvercle 48 Le boîtier 46 est muni de deux pattes 50 en vue de sa fixation dans un endroit choisi du véhicule, comme montré à la figure 1. Le corps 46 est muni d'une grille d'entrée d'air 52 propre à admettre, dans le boîtier 44, une fraction du flux d'air à mesurer, dans l'exemple une fraction du flux d'air pénétrant dans le boîtier 10 de l'installation de chauffage-ventilation et/ou de climatisation. Le corps 46 du boîtier est en outre muni d'une tubulure de sortie 54 (figure 2) propre à être raccordée à un tuyau d'évacuation 56. Le boîtier 44 comporte une cloison interne 58 qui ménage, à l'intérieur du boîtier, une chambre d'entrée ou chambre de mesure 60 communiquant avec la grille 52 et une chambre de sortie 62 communiquant avec la tubulure de sortie 54 Les chambres 60 et 62 communiquent entre elles au travers d'une ouverture 64 ménagée dans la cloison 58. La chambre 62 loge une pompe à air 66 constituée d'un moteur 68 entraînant une turbine 70. Dans la chambre 60 est placé un circuit électronique 72 auquel se rattachent un capteur de température 74, un capteur d'humidité 76 et deux capteurs de pollution 78. Le dispositif comprend en outre un connecteur électrique 80 (figures 2 et 4) qui traverse une paroi du corps 46 du boîtier pour établir une liaison électrique entre, d'une part, un câble électrique 82 extérieur au boîtier et, d'autre part, le circuit électronique 72 et le moteur 68 de la pompe à air 66. Le dispositif de mesure fonctionne de la façon suivante: la turbine 70 entraînée par le moteur 68 crée un gradient de pression entre l'entrée et la sortie du boîtier 44 et aspire ainsi une fraction d'air du flux d'air à mesurer Dans l'exemple, cette fraction d'air est prélevée dans le boîtier d'entrée d'air 10 ou sous la gouttière 22, comme montré à la figure 1. L'air ainsi aspiré dans le boîtier 44 circule autour des capteurs 74, 76 et 78 supportés par le circuit électronique 72, pénètre ensuite dans la chambre 62 au travers de l'ouver- ture 64, transite par la turbine 70 et est ensuite évacué vers l'extérieur par le tuyau 56. Comme montré à la figure 4, l'air passe d'abord sur le capteur de température 72 et ensuite sur les autres capteurs 76 et 78. Le circuit électronique 72 peut comporter en outre des éléments de traitement (non représentés), par exemple des circuits intégrés, ayant pour fonction d'amplifier les signaux délivrés par les capteurs et de corriger les signaux de ces capteurs, notamment les signaux du capteur d'humidité 76 et des capteurs de pollution 78, en fonction de la température mesurée par le capteur 74. Dans l'exemple représenté, la circulation du flux d'air dans le boîtier du dispositif est assurée par une pompe à air En variante, elle pourrait être assurée par une source de dépression extérieure, par exemple par le moteur du véhicule, la pompe à air 66 étant alors supprimée. Comme déjà indiqué, le dispositif de mesure 42 pourrait être placé aussi bien sous la gouttière 22 comme indiqué en 42 '. Bien entendu, les deux emplacements mentionnés précédemment sont donnés à titre d'exemple et il est possible de choisir d'autres emplacements pour le dispositif de mesure de l'invention. Le dispositif de l'invention permet ainsi de mesurer de façon précise des paramètres physiques et/ou physico-chimiques, d'un flux d'air à introduire dans l'habitacle d'un véhicule automobile. Revendications 1 Dispositif de mesure de paramètres d'un flux d'air introduit dans un habitacle de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier ( 44) comportant une entrée d'air ( 52) propre à être alimentée par une fraction du flux d'air à mesurer, une sortie d'air ( 54) propre à évacuer cette fraction de flux d'air, et une chambre interne ( 60) communiquant avec l'entrée d'air et la sortie d'air; des moyens de circulation ( 66) pour établir un écart de pression entre l'entrée d'air ( 52) et la sortie d'air ( 54) et faire circuler cette fraction de flux d'air au travers de la chambre interne ( 60); et au moins un capteur de mesure ( 74, 76, 78) logé dans la chambre interne ( 60) du boîtier ( 44) et propre à être balayé par la fraction de flux d'air et à délivrer une valeur d'un paramètre à mesurer. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de circulation d'air comprennent une source de dépression. 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de circulation d'air comprennent une source de pression. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de pression comprennent une pompe à air ( 66). 5 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caracté- risé en ce que les moyens de circulation d'air ( 66) sont logés dans le boîtier ( 44). il 6 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caracté- risé en ce que l'entrée d'air comprend une grille ( 52), et en ce que la sortie d'air comprend une tubulure de sortie ( 54) propre à être raccordée à une conduite d'évacuation ( 56). 7 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caracté- risé en ce qu'il comprend un circuit électronique ( 72) auquel se raccorde au moins un capteur ( 74, 76, 78), ce circuit électronique étant logé dans la chambre interne ( 60) du boîtier ( 44). 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un connecteur ( 80) propre à établir une liaison électrique entre le circuit électrique ( 72) et un câble de connexion ( 82) extérieur au boîtier, au travers d'une paroi de celui-ci. 9 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caracté- risé en ce qu'il comprend au moins un capteur ( 74, 76, 78) propre à mesurer un paramètre choisi parmi une valeur de température, un taux d'humidité ou un taux de pollution du flux d'air. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de température ( 74), un capteur d'humidité ( 76) et au moins un capteur de pollution ( 78), balayés dans cet ordre par la fraction de flux d'air circu- lant dans le boîtier.