Brevet FR2710295A1 — publié le 19950331

Installation de climatisation à commande simplifiée pour véhicule L'invention concerne une installation de climatisation de l'habitacle d'un véhicule comprenant des moyens de chauffage pour chauffer un courant d'air, des moyens de refroidissement pour refroidir un courant d'air, des moyens de circulation pour faire circuler de l'air en contact avec les moyens de chauffage et/ou avec les moyens de refroidissement, un aérateur pour introduire dans l'habitacle de l'air circulant sous l'action des moyens de circulation et le cas échéant chauffé et/ou refroidi, ledit aérateur étant muni, pour le réglage du débit d'air qui le traverse, d'un élément mobile pouvant être déplacé manuellement entre une position d'ouverture minimale et une position d'ouverture maximale, et des moyens de réglage de température agissant sur les moyens de chauffage et/ou de refroidissement et/ou de circulation pour régler la température de l'air parvenant à l'aérateur. Dans les installations connues de ce genre, le déplacement de l'élément mobile a pour seul effet de modifier le débit d'air traversant l'aérateur. Pour régler en outre la température de cet air, il est nécessaire d'agir sur des organes de commande séparés. De tels organes de commande comprennent typiquement un organe de commande assurant la mise en service et hors service d'un compresseur de fluide réfrigérant pour obtenir de l'air refroidi ou de l'air non refroidi, un organe de commande pour sélectionner l'admission d'air extérieur et/ou d'air recyclé, et un organe de commande de distribution permettant de faire varier le débit calorifique fourni par les moyens de chauffage, que l'air soit par ailleurs refroidi ou non. Le but de l'invention est de simplifier l'utilisation de l'installation en attribuant à l'organe mobile de l'aérateur des fonctions de commande qui nécessitaient auparavant des organes de commande séparés. L'invention vise notamment une installation du genre défini en introduction, et prévoit que ledit élément mobile fait partie des moyens de réglage et agit de telle sorte que l'air soit chauffé et refroidi dans les positions d'ouverture minimale et maximale respectivement. D'autres caractéristiques, complémentaires ou alternatives, de l'invention sont énoncées ci-après - Ledit élément mobile comprend une grille à travers laquelle l'air pénètre dans l'habitacle et un déflecteur qui, dans la position d'ouverture minimale, fait saillie dans le trajet emprunté par l'air, dans la position d'ouverture maximale, pour parvenir à la grille. - L'élément mobile peut être déplacé progressivement entre les positions d'ouverture minimale et d'ouverture maximale, et le déflecteur s'avance progressivement dans ledit trajet de la position d'ouverture maximale à la position d'ouverture minimale. - Le déflecteur contribue à définir, dans la position d'ouverture maximale et le cas échéant en partie dans les positions intermédiaires, une paroi séparant ledit trajet et l'habitacle. - L'élément mobile se déplace selon un mouvement de pivotement. - L'action de réglage de température par l'élément mobile est obtenue grâce à des contacts électriques qui s'établissent en fonction de la position de celui-ci. - Les moyens de circulation comprennent un premier pulseur pour faire circuler de l'air en contact avec les moyens de chauffage et un second pulseur pour faire circuler de l'air en contact avec les moyens de refroidissement, et l'élément mobile commande lesdits pulseurs de façon que le premier soit en service et le second hors service dans la position d'ouverture minimale, et inversement dans la position d'ouverture maximale, leurs vitesses variant en sens inverse l'une de l'autre pour les positions intermédiaires éventuelles. - Les moyens de circulation comprennent un obturateur mobile permettant de prélever de l'air au choix à l'intérieur et/ou à l'extérieur de l'habitacle pour l'envoyer en contact avec les moyens de chauffage, et l'élément mobile commande ledit obturateur de façon que l'air soit prélevé exclusivement à l'intérieur dans la position d'ouverture maximale et au moins en partie à l'extérieur dans la position d'ouverture minimale et dans les positions intermédiaires éventuelles. - L'air à envoyer en contact avec les moyens de chauffage est prélevé exclusivement à l'extérieur dans la position d'ouverture minimale et dans les positions intermédiaires éventuelles. - Les moyens de refroidissement comprennent un évaporateur placé dans un circuit de fluide réfrigérant de façon que le fluide réfrigérant reçoive de la chaleur de l'air circulant en contact avec l'évaporateur, et l'élément mobile commande ledit circuit de fluide réfrigérant de façon que le transfert de chaleur du fluide réfrigérant à l'air n'ait pas lieu dans la position d'ouverture minimale et ait lieu au moins dans la position d'ouverture maximale. - Le circuit de fluide réfrigérant comprend un compresseur qui est mis en service par l'élément mobile au moins dans la position d'ouverture maximale. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un véhicule automobile, du type monocorps, équipé d'une installation selon l'invention; - la figure 2 est une représentation schématique de l'installation de la figure 1; - les figures 3 et 4 sont des vues partielles en coupe montrant l'élément mobile de l'aérateur dans ses deux positions extrêmes respectivement. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un appareil de chauffage-ventilation et de climatisation 10 qui comprend des éléments disposés des deux côtés d'une cloison transversale 12 séparant l'habitacle H du compartiment moteur antérieur M d'un véhicule automobile à entraînement électrique. Dans l'exemple, il s'agit d'un véhicule du type "monocorps" dont le pare-brise P est fortement incliné et se situe sensiblement dans le prolongement du capot moteur C. Les éléments d'appareil situés dans le compartiment moteur M comprennent un organe d'admission d'air 14 muni d'une entrée 16 pour de l'air (flèche F1) prélevé à l'extérieur du véhicule et d'une entrée 18 pour de l'air recirculé (flèche F2) provenant de l'habitacle H. L'entrée 16 est reliée à un séparateur 20 dont la fonction est de séparer l'eau de pluie de l'air prélevé à l'extérieur au-dessous du parebrise P. L'organe d'admission 14 comprend un volet pivotant 22 déplaçable entre deux positions : une position de fermeture de l'entrée 18 (représentée en trait plein sur la figure 1) et une position de fermeture de l'entrée 16 (représentée en trait interrompu sur la figure 1). L'organe d'admission d'air 14 est muni d'un filtre à poussières 24, ce qui permet de produire un flux d'air extérieur ou recirculé et filtré, qui est ensuite envoyé, au travers d'un passage de la cloison 12, vers les éléments de l'appareil 10 qui sont situés du côté de l'habitacle H. Ces éléments sont placés les uns à la suite des autres dans une direction sensiblement horizontale suivant l'axe longitu dinal XX du véhicule et sont logés centralement dans la planche de bord B. Ces éléments sont regroupés dans un module central de la planche de bord B, laquelle loge un dispositif de chauffage 26 pour la production d'air chaud et un dispositif de ventilation 28 pour la production d'air froid ou climatisé. Le dispositif de chauffage 26 est situé vers l'avant de la planche de bord B, c'est-à-dire vers l'avant du véhicule, et le dispositif de ventilation 28 est situé vers 1 arrière de la planche de bord B, c'est-à-dire vers l'arrière du véhicule. L'air filtré provenant du dispositif d'admission 14 passe d'abord au travers du dispositif de chauffage 26 pour parvenir au dispositif de ventilation 28. Le dispositif de chauffage 26 est relié à au moins une bouche 30 de dégivrage/désembuage du pare-brise P pour diriger un flux d'air (flèche F3) vers le pare-brise, à au moins une bouche latérale 32 propre à envoyer un flux d'air (flèche F4) vers une vitre latérale du véhicule, et à au moins une bouche 34 propre à diriger un flux d'air (flèche F5) vers la partie inférieure de l'habitacle. L'appareil de ventilation 28 est relié à au moins une bouche 36 placée en partie supérieure de la planche de bord B et à au moins un aérateur 38 placé en partie frontale de la planche de bord. Le dispositif de chauffage 26 comprend un radiateur électriques de chauffage 40 (figures 1 et 2) qui comprend trois radiateurs électriques successifs 40-1, 40-2 et 40-3 ayant par exemple des résistances respectives de 600 watts, 1000 watts et 1000 watts. Le radiateur 40 pourrait, en variante, être constitué par un radiateur traversé par le liquide de refroidissement du moteur, dans le cas où le véhicule considéré est propulsé par un moteur thermique, ou bien il pourrait être envisagé d' associer à la fois un radiateur électrique et un radiateur traversé par le liquide de refroidissement. Le dispositif de chauffage 26 comprend un boîtier de chauffage 42 possédant une entrée axiale 44 pour l'air provenant de l'organe d'admission 14 et éventuellement réchauffé par le radiateur 40. Le boîtier 42 comporte en outre des sorties 46, 48. Les sorties 46 sont reliées aux bouches 30 et 32, tandis que la sortie 48 est reliée à la bouche 34. Le boîtier 42 loge un pulseur 52 formé d'une turbine 54 entraînée par un moteur 56, l'axe commun de rotation du moteur et de la turbine étant suivant l'axe XX. Le dispositif de ventilation 28 comprend un boîtier 58 possédant une entrée axiale 60 reliée à des entrées 50, 50' du boîtier 42 et une sortie axiale 62. Le boîtier 58 loge un pulseur de ventilation 64 formé d'une hélice 66 entraînée par un moteur 68 dont l'axe de rotation s'étend coaxialement avec celui du moteur 56, dans la direction de l'axe XX. Sur la sortie 62 du boîtier 58 est monté un boîtier de diffusion 70 logeant un évaporateur 72. Les boîtiers 42, 58 et 70 sont montés coaxialement et constituent ainsi un module compact disposé centralement dans la planche de bord B. Comme on le voit aux figures 3 et 4, l'aérateur 38 est formé essentiellement d'un élément mobile 80 monté pivotant autour d'un axe horizontal s'étendant selon le bord supérieur 81 d'une ouverture 82 ménagée dans la paroi arrière 83 de la planche de bord B. L'élément mobile 80 comprend une grille 84, munie de façon connue d'ailettes 85, qui dans la position illustrée à la figure 3 épouse sensiblement le profil de la paroi 83 pour s'étendre selon l'ouverture 82. Le bord de la grille 84 opposé à l'axe d'articulation se raccorde, par l'intermédiaire d'un bec de préhension 86, à une paroi 87 qui, toujours dans la position illustrée à la figure 3, pénètre dans le boîtier 58 à travers l'ouverture 82. L'élé ment mobile 80 comprend en outre, à ses extrémités gauche et droite dans la direction latérale du véhicule, deux joues 88 en forme de triangle curviligne qui se raccordent aux bords gauches et droits de la grille et de la paroi 87. L'ouverture 82 est située plus haut que l'axe XX du pulseur 68. Le courant d'air circulant sous l'action de ce pulseur au contact de l'évaporateur 72 doit donc ensuite être dévié vers le haut pour atteindre l'ouverture 82. Dans la position de la figure 3, la paroi 87 obture en partie le trajet direct entre l'évaporateur 72 et l'ouverture 82 et joue ainsi le rôle d'un déflecteur limitant le débit d'air à travers la grille 84. La figure 4 illustre la position extrême, vers l'extérieur du boîtier 70, de l'élément mobile 80. Dans cette position, le déflecteur 87 et les joues 88 s'étendent pratiquement entièrement vers l'extérieur à partir des bords inférieur et latéraux de l'ouverture 82, et canalisent l'air entre cette dernière et la grille 84. Le déflecteur 87 ne fait plus obstacle au trajet direct entre l'évaporateur 72 et l'ouverture 82, permettant un débit plus élevé. Le débit d'air croît progressivement, toutes choses égales par ailleurs, lorsque l'élément mobile pivote de la position d'ouverture minimale de la figure 3 à la position d'ouverture maximale de la figure 4. L'élément mobile 80 présente par ailleurs des organes de contact électrique non représentés propres à coopérer avec des organes de contact solidaires de la planche de bord pour établir et rompre, lors du pivotement de l'élément mobile, des liaisons électriques en vue de la commande de différents éléments de l'installation de climatisation. Avantageusement, l'élément mobile commande le volet d'admission 22, les pulseurs 52 et 64 et un compresseur non représenté assurant la circulation d'un fluide réfrigérant dans l'évaporateur 72, selon les modalités ci-après - Dans la position fermée de la figure 3, le volet 22 est disposé de façon à admettre exclusivement de l'air extérieur, le pulseur de chauffage 52 tourne à sa vitesse maximale, le pulseur de ventilation 64 est arrêté ainsi que le compresseur. De l'air chauffé pénètre donc dans l'habitacle par l'aérateur 38, à un débit réduit. - Lorsqu'on tire l'élément mobile 80 dans le sens de l'ouverture, le volet 22 reste dans sa position initiale, la vitesse du pulseur 52 décroît progressivement et celle du pulseur 64 croît progressivement et le compresseur reste à l'arrêt. On admet ainsi un débit croissant d'air qui est de moins en moins chauffé pour devenir finalement de l'air de ventilation. - Seulement dans la position de pleine ouverture de l'aérateur, le volet 22, entraîné par un micro-moteur non représenté, passe dans sa position assurant l'admission exclusive d'air recirculé, le pulseur 52 est arrêté et le pulseur 64 tourne à sa vitesse maximale, et le compresseur est en service. L'aérateur fournit un débit maximal d'air climatisé. La disposition décrite peut être combinée avec des moyens thermostatiques connus interrompant momentanément le fonctionnement du compresseur lorsque la température dans l'habitacle devient inférieure, par l'action de la climatisation, à une valeur présélectionnée. Si on dispose, au lieu d'un compresseur fonctionnant en tout ou rien comme ceux utilisés dans les installations de climatisation existantes, de moyens permettant à l'évaporateur d'extraire de l'air à un débit calorifique réglable, par exemple un compresseur à puissance variable, ces moyens de réglage peuvent être mis en oeuvre pour assurer une climatisation d'efficacité progressive sur une fraction de la course de l'élément mobile, cette efficacité étant maximale pour la position de pleine ouverture. Bien que le mode de commande par l'aérateur, caractéristique de l'invention, ait été décrit en relation avec un type d'installation de climatisation pour lequel il apparaît particulièrement avantageux, l'application de l'invention n'est pas limitée à ce type d'installation. Par ailleurs, ce dernier peut être modifié de façon que les flux d'air produits par les deux pulseurs soient au moins partiellement en parallèle. Revendications 1. Installation de climatisation de l'habitacle (H) d'un véhicule comprenant des moyens de chauffage (40) pour chauffer un courant d'air, des moyens de refroidissement (72) pour refroidir un courant d'air, des moyens de circulation (14,52,64) pour faire circuler de l'air en contact avec les moyens de chauffage et/ou avec les moyens de refroidissement, un aérateur (38) pour introduire dans l'habitacle de l'air circulant sous l'action des moyens de circulation et le cas échéant chauffé et/ou refroidi, ledit aérateur étant muni, pour le réglage du débit d'air qui le traverse, d'un élément mobile (80) pouvant être déplacé manuellement entre une position d'ouverture minimale et une position d'ouverture maximale, et des moyens de réglage de température agissant sur les moyens de chauffage et/ou de refroidissement et/ou de circulation pour régler la température de l'air parvenant à l'aérateur, caractérisé en ce que ledit élément mobile fait partie des moyens de réglage et agit de telle sorte que l'air soit chauffé et refroidi dans les positions d'ouverture minimale et maximale respectivement. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit élément mobile comprend une grille (84) à travers laquelle l'air pénètre dans l'habitacle et un déflecteur (87) qui, dans la position d'ouverture minimale, fait saillie dans le trajet emprunté par l'air, dans la position d'ouverture maximale, pour parvenir à la grille. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément mobile peut être déplacé progressivement entre les positions d'ouverture minimale et d'ouverture maximale, et que le déflecteur s'avance progressivement dans ledit trajet de la position d'ouverture maximale à la position d'ouverture minimale. 4. Installation selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le déflecteur contribue à définir, dans la position d'ouverture maximale et le cas échéant en partie dans les positions intermédiaires, une paroi séparant ledit trajet et l'habitacle. 5. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément mobile se déplace selon un mouvement de pivotement. 6. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'action de réglage de température par l'élément mobile est obtenue grâce à des contacts électriques qui s'établissent en fonction de la position de celui-ci. 7. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de circulation comprennent un premier pulseur (52) pour faire circuler de l'air en contact avec les moyens de chauffage (40) et un second pulseur (64) pour faire circuler de l'air en contact avec les moyens de refroidissement (72), et en ce que l'élément mobile commande lesdits pulseurs de façon que le premier soit en service et le second hors service dans la position d'ouverture minimale, et inversement dans la position d'ouverture maximale, leurs vitesses variant en sens inverse l'une de l'autre pour les positions intermédiaires éventuelles. 8. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de circulation comprennent un obturateur mobile (22) permettant de prélever de l'air au choix à l'intérieur et/ou à l'extérieur de l'habitacle pour l'envoyer en contact avec les moyens de chauffage (40), et en ce que l'élément mobile commande ledit obturateur de façon que l'air soit prélevé exclusivement à l'intérieur dans la position d'ouverture maximale et au moins en partie à l'extérieur dans la position d'ouverture minimale et dans les positions intermédiaires éventuelles. 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'air à envoyer en contact avec les moyens de chauffage est prélevé exclusivement à l'extérieur dans la position d'ouverture minimale et dans les positions intermédiaires éventuelles. 10. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de refroidissement comprennent un évaporateur (72) placé dans un circuit de fluide réfrigérant de façon que le fluide réfrigérant reçoive de la chaleur de l'air circulant en contact avec l'évaporateur, et en ce que l'élément mobile commande ledit circuit de fluide réfrigérant de façon que le transfert de chaleur du fluide réfrigérant à l'air n'ait pas lieu dans la position d'ouverture minimale et ait lieu au moins dans la position d'ouverture maximale. 11. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que le circuit de fluide réfrigérant comprend un compresseur qui est mis en service par l'élément mobile au moins dans la position d'ouverture maximale.