Brevet FR2745758A1 — publié le 19970912

PROCEDE DE REGLAGE DE LA TEMPERATURE DE L'AIR SOUFFLE DANS L'HABITACLE D'UN VEHICULE La présente invention se rapporte à une installation de conditionnement d'air, par exemple pour un véhicule automobile et concerne plus particulièrement un procédé de réglage de la température de l'air soufflé dans l'habitacle d'un véhicule. On connaît depuis longtemps des conditionnements d'air qui comprennent un évaporateur et un radiateur de chauffage, disposés par exemple dans un conduit, pour respectivement refroidir et réchauffer un flux d'air provenant d'une prise d'air, et des ventilateurs pour forcer l'air vers l'habitacle. Classiquement, un volet de mixage piloté est monté dans le conduit, à proximité du radiateur de chauffage, de façon à dévier une partie variable du flux d'air vers l'échangeur, permettant ainsi le réglage de la température du flux d'air en sortie du conduit. Un dispositif de ce type est notamment décrit dans le document US-4.899.930 qui divulgue plus précisément un procédé de commande du volet de mixage permettant d'ajuster la température du flux d'air dirigé vers l'habitacle et d'amener la température de l'habitacle à une température souhaitée. Ce procédé permet l'obtention et le maintien d'un confort thermique dans l'habitacle mais nécessite des moyens de calcul importants associés à de nombreux capteurs de température. L'objet de la présente invention est donc de proposer un procédé de réglage de la température soufflée dans l'habitacle permettant, par un calcul simple, de commander des moyens de réglage afin d'obtenir une température soufflée dans l'habitacle proche de la température souhaitée et qui soit simple et économique à réaliser. Le procédé de réglage de la température de l'air soufflé dans l'habitacle d'un véhicule automobile selon l'invention concerne une installation de conditionnement d'air comportant un échangeur de chaleur parcouru par un fluide caloporteur et des moyens de réglage pilotés aptes à commander la proportion d'air traversant 1 'échangeur. Selon l'invention, le procédé de réglage de la température de l'air soufflé dans l'habitacle est caractérisé en ce que pour amener la température de l'air soufflé à une température donnée de consigne, on pilote les moyens de réglage selon une fonction de la température de l'air entrant dans l'installation de conditionnement d'air et de la température du fluide caloporteur traversant l'échangeur de chaleur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé de réglage de la température de l'air soufflé dans l'habitacle est caractérisé en ce que la fonction de la température de l'air entrant dans l'installation de conditionnement d'air et de la température du fluide caloporteur, servant au pilotage des moyens de réglage, dépend des caractéristiques des moyens de réglage commandant la proportion d'air traversant l'échangeur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé de réglage de la température de l'air soufflé dans l'habitacle est caractérisé en ce que les moyens de réglage sont pilotés de façon à ce que la proportion d'air traversant l'échangeur de chaleur satisfait la relation: d/D=K* (Ts-Tf) / (Te-Tf) où d = débit d'air traversant lReang-r de choeur, D = débit d'air soufflé dans l'habitacle, K = constante caractéristique de l'échangeur de chaleur, Ts= température donnée de consigne pour l'air sortant de l'installation de conditionnement d'air, Te= température du fluide caloporteur, Tf= température de l'air entrant dans l'installation de conditionnement d'air. L'invention concerne également un dispositif pour installation de conditionnement d'air permettant le réglage de la température de l'air soufflé dans l'habitacle et comportant au moins un conduit débouchant d'une part dans l'habitacle et d'autre part à une prise d'air, un échangeur de chaleur disposé dans le conduit et parcouru par un fluide caloporteur, des capteurs de température du fluide caloporteur et de l'air entrant par la prise d'air, et des moyens de réglage actionnés par l'intermédiaire de moyens de manoeuvre pilotés par un système de contrôle aptes à commander la proportion d'air traversant l'échangeur. Selon l'invention, le dispositif est caractérisé en ce que pour amener la température de l'air soufflée à une température donnée de consigne, le système de contrôle pilote les moyens de manoeuvre à partir des informations fournies par les capteurs. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif pour installation de conditionnement d'air est caractérisé en ce que le système de contrôle pilote les moyens de manoeuvre de façon à ce que la proportion d'air traversant l'échangeur satisfait la relation d/D=K* (Ts-Tf) / (Te-Tf) où d = débit d'air tacersit l'éarjecr de chaleur, D = débit d'air soufflé dans l'habitacle, K = constante caractéristique de l'échangeur de chaleur, Ts= température donnée de consigne pour l'air sortant de l'installation de conditionnement d'air Te= température du fluide caloporteur, Tf= température de l'air entrant dans l'installation de conditionnement d'air. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif pour installation de conditionnement d'air est caractérisé en ce que les moyens de réglage sont formés par un volet de mixage apte à dévier vers l'échangeur de chaleur une partie variable du flux d'air traversant le conduit, la position angulaire a dudit volet de mixage étant pilotée par le système de contrôle à partir d'un tableau de correspondance définit expérimentalement entre le rapport (Ts-Tf)/(Te-Tf) et la position angulaire adu volet de mixage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif pour installation de conditionnement d'air est caractérisé en ce que le conduit est alimenté par de lair frais provenant d'un évaporateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif pour installation de conditionnement d'air est caractérisé en ce que le système de contrôle est réalisé par un boîtier électronique de contrôle. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif pour installation de conditionnement d'air est caractérisé en ce que le système électronique de contrôle reçoit également l'information de la température de l'habitacle de façon à effectuer une commande en boucle fermée des moyens de manoeuvre à partir de la position déterminée par les informations fournies par les capteurs. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, présenté à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif mettant en oeuvre le procédé de réglage selon l'invention. Pour faciliter la lecture du dessin, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés. On voit sur la figure 1 une installation de conditionnement d'air pour l'habitacle d'un véhicule automobile équipé d'un moteur à combustion interne. Cette installation comprend essentiellement un boîtier de mixage 2. Ce boîtier 2 définit un conduit 10 s'étendant entre une entrée d'air 11 et une ouverture de sortie 12 débouchant dans l'habitacle. Un échangeur de chaleur 1, parcouru par le liquide de refroidissement du moteur à combustion interne ainsi qu'un volet de mixage 3 sont disposés à l'intérieur du conduit 10. Le volet de mixage 3 coopère avec les parois intérieures en regard du conduit 10 pour commander la proportion d'air traversant l'échangeur de chaleur 1. L'entraînement en rotation du volet 3 est opéré au moyen d'un actuateur piloté tel qu'un moteur électrique commandé à partir d'un boîtier électronique de contrôle 8. Le boîtier électronique 8 gère l'alimentation du moteur électrique relié au volet de mixage 3 en déterminant la tension à appliquer aux bornes du moteur pour obtenir la position angulaire du volet de mixage 3 correspondant à une proportion d'air traversant l'échangeur de chaleur 1 déterminée. Par ailleurs, le boîtier électronique de contrôle 8 calcule la position angulaire a du volet de mixage 3 correspondant à la proportion d'air traversant l'échangeur 1 nécessaire à l'obtention, au niveau de l'ouverture de sortie 12, d'une température égale à une température de consigne déduite de celle donnée par le conducteur par l'intermédiaire de moyens de commande disposés sur le tableau de bord. I1 en déduit alors la commande d'alimentation du moteur électrique entraînant le volet de mixage 3 de manière à obtenir cette proportion. Ce calcul de la position angulaire a du volet de mixage 3 pour fournir, au niveau de l'ouverture de sortie 12, de l'air soufflé à la température de consigne est essentiellement basé sur la connaissance des températures fournies par un premier capteur 6 mesurant la température de l'air entrant par l'entrée 11 et par un second capteur 5 mesurant la température du liquide de refroidissement traversant l'échangeur de chaleur 1. Pour ce faire, on utilise la relation suivante: (I) d/D=K*(Ts-Tf)/(Te-Tf) où d débit d'air traversant l'échangeur de chaleur 1, D =débit d'air sifflé par l'wvertur 12, K =cmstante sans dnensioe caractéristique de l'échangeur de ch r, Ts = température de consigne de l'air sortant de l'installation de conditionnement d'air déduite de celle denée par le conducteur, Te=température du liquide de refroidissement traversant l'échangeur 1, Tf=tarpérature de l'air entrant par l'ouverture 11. En notant (II) f(CL)=d/(D*K) avec: f (&alpha;) =fonction caractéristique du boîtier de mixage dépendant uniquement de a. &alpha; = position angulaire du volet de mixage. On obtient alors en combinant les relations (I) et (II) précédentes la relation finale: (III) f(a) = (Ts-Tf)/(Te-Tf) On détermine expérimentalement la valeur de la fonction f(a) pour un certain nombre de valeurs de cc, par exemple 00,50,100. .850,900, en mesurant la température Ts de l'air sortant de la sortie 12 pour des valeurs de Te,Tf données. On connaît ainsi la valeur du rapport (Ts-Tf)/(Te-Tf) pour des valeurs de a données ce qui permet d'établir un tableau de correspondance entre la valeur du rapport (Ts-Tf)/(Te-Tf) et la valeur de a. A partir de ce tableau de correspondance on détermine par extrapolation, pour des températures Tf et Te connues, la valeur de a permettant d'obtenir la température Ts de l'air sortant de l'installation de conditionnement d'air souhaitée. Le dispositif permet donc, en mesurant simplement les seules températures Tf de l'air entrant par l'entrée 11 et Te du liquide de refroidissement traversant l'échangeur de chaleur 1, de commander la position du volet de mixage 3 pour ajuster la température de l'air soufflé dans l'habitacle à une valeur prédéterminée, déduite de celle choisie par le conducteur. L'installation présentée à la figure 1 peut avantageusement comporter un évaporateur permettant de refroidir le flux d'air en amont de l'échangeur de chaleur 1. Dans ce cas, l'air frais provenant de l'évaporateur est amené à une température donnée de consigne à l'aide du dispositif de la figure 1. L'installation ainsi réalisée permet de souffler de l'air à une température donnée, et ce dans une vaste plage de températures. Le procédé de commande du dispositif peut par ailleurs être complété par une régulation associé à un capteur de température de l'habitacle permettant d'effectuer une commande en boucle fermée de la position du volet de mixage 3 en utilisant le calcul de la position déterminé par le procédé décrit pour le dispositif de la figure 1. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS [1] Procédé de réglage de la température de l'air soufflé dans l'habitacle d'un véhicule automobile par une installation de conditionnement d'air (2) du type comportant un échangeur de chaleur (1) parcouru par un fluide caloporteur et des moyens de réglage pilotés (3) aptes à commander la proportion d'air traversant ledit échangeur, caractérisé en ce que pour amener la température de l'air soufflé à une température donnée de consigne, on pilote lesdits moyens de réglage (3) selon une fonction de la température de l'air entrant dans ladite installation de conditionnement d'air (2) et de la température du fluide caloporteur traversant ledit échangeur de chaleur (1). [2] Procédé de réglage de la température de l'air soufflé dans l'habitacle selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite fonction de la température de l'air entrant dans l'installation de conditionnement d'air (2) et de la température du fluide caloporteur, servant au pilotage desdits moyens de réglage (3), dépend des caractéristiques des moyens de réglages (3) commandant la proportion d'air traversant l'échangeur de chaleur (1). [3] Procédé de réglage de la température de l'air soufflé dans l'habitacle selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de réglage sont pilotés de façon à ce que la proportion d'air traversant l'échangeur de chaleur (1) satisfait la relation: d/D=K* (Ts-Tf) / (Te-Tf) où d = débit d'air traversant l'échangeur de chaleur, D = débit d'air soufflé dans l'habitacle, K = oonatsnte caractéristique de litEnglr de choeur, Ts= température donnée de consigne pour l'air sortant de l'installation de conditionnement d'air, Te= température du fluide caloporteur, Tf= température de l'air entrant dans l'installation de conditionnement d'air. [4] Dispositif pour installation de conditionnement d'air (2) permettant le réglage de la température de l'air soufflé dans l'habitacle comportant au moins un conduit (10) débouchant d'une part dans l'habitacle et d'autre part à une prise d'air, un échangeur de chaleur (1) disposé dans ledit conduit et parcouru par un fluide caloporteur (2), des capteurs de température (5) et (6) dudit fluide caloporteur et de l'air entrant par la prise d'air, et des moyens de réglage (3) actionnés par l'intermédiaire de moyens de manoeuvre pilotés par un système de contrôle (8) aptes à commander la proportion d'air traversant ledit échangeur (1), caractérisé en ce que pour amener la température de l'air soufflé à une température donnée de consigne, le système de contrôle (8) pilote les moyens de manoeuvre (3) à partir des informations fournies par les capteurs (5) et (6). [5] Dispositif pour installation de conditionnement d'air (2) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système de contrôle (8) pilote les moyens de manoeuvre (3) de façon à ce que la proportion d'air traversant l'échangeur satisfait la relation d/D=K*(Ts-Tf)/(Te-Tf) où d = débit d'air traversant l'ed0angeer de chaleur, D = débit d'air soufflé dans l'habitacle, K = constante caractéristique de l'éd0ansser de choeur, Ts= température donnée de consigne pour l'air sortant de l'installation de conditionnement d'air, Te= température du fluide caloporteur, Tf= température de l'air entrant dans l'installation de conditionnement d'air. [6] Dispositif pour installation de conditionnement d'air (2) selon l'une quelconque des revendication 4 à 5, caractérisé en ce que les moyens de réglage sont formés par un volet de mixage (3) apte à dévier vers l'échangeur de chaleur (1) une partie variable du flux d'air traversant ledit conduit (10), la position angulaire a dudit volet de mixage (3) étant pilotée par le système de contrôle (8) à partir d'un tableau de correspondance définit expérimentalement entre le rapport (Ts-Tf)/(Te-Tf) et la position angulaire adu volet de mixage (3). [7] Dispositif pour installation de conditionnement d'air (2) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le conduit (10) est alimenté par de l'air frais provenant d'un évaporateur [8] Dispositif pour installation de conditionnement d'air (2) selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que ledit système de contrôle est réalisé par un boîtier électronique de contrôle (8). [9] Dispositif pour installation de conditionnement d'air (2) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le boîtier électronique de contrôle (8) reçoit également l'information de la température de l'habitacle de façon à effectuer une commande en boucle fermée des moyens de manoeuvre à partir de la position déterminée par les informations fournies par les capteurs (5) et (6).