Brevet FR2765527A1 — publié le 19990108

L'invention concerne une installation de conditionnement d'air de véhicule automobile, appelé simplement véhicule dans ce qui suit, qui inclut des moyens de détermination de la température du point de rosée de l'air extérieur, un canal d'air à moyens obturateurs réglables qui conduit vers une glace de véhicule, des moyens de détermination de la température de l'air à souffler par le canal d'air qui conduit vers la glace de véhicule, et un dispositif de réglage pour l'ouverture et la fermeture automatiques du canal d'air qui conduit vers la glace du véhicule par un réglage correspondant des moyens obturateurs du canal d'air. On connaît de telles installations de conditionnement d'air dans lesquelles le canal d'air qui conduit vers une glace du véhicule peut être un canal qui conduit vers le pare-brise et qui s'y termine dans ce que l'on appelle une buse de dégivrage. Un tel canal d'air de dégivrage sert habituellement principalement en hiver à enlever de la façon la plus rapide un givre formé sur le pare-brise et à empêcher un nouveau givrage au cours du fonctionnement du véhicule. A cet effet, de l'air chauffé est orienté de façon appropriée au moyen des buses de dégivrage sur le côté intérieur du pare-brise. En outre, le canal d'air de dégivrage sert fréquemment, dans des installations classiques de conditionnement d'air, à éliminer une condensation sur le côté intérieur du pare-brise ou à éviter sa formation. A cet effet, l'installation de conditionnement d'air met en oeuvre un mode de fonctionnement désigné par le terme anglo-saxon de reheat, c'est-à-dire de réchauffement, dans lequel l'air aspiré par l'installation de conditionnement d'air est refroidi à l'évaporateur et est de cette manière séché, et l'air séché est ensuite échauffé et soufflé par le canal d'air de dégivrage sur le côté intérieur du pare-brise sous forme d'un courant d'air sec et suffisamment chaud. Le conditionnement d'air de l'espace intérieur du véhicule est également réalisé à l'aide d'installations de conditionnement d'air de ce type en fonction de ce que l'on appelle la température de point de rosée de l'air extérieur et éventuellement aussi de l'air intérieur, la température de point de rosée étant définie comme la valeur de température qui est telle qu'une condensation apparaît si elle n'est pas atteinte. Si la température du pare-brise est par exemple inférieure à la température de point de rosée de l'air extérieur ou de l'air intérieur, il s'y produit une condensation extérieure ou intérieure. On connaît diverses réalisations de moyens de détermination de la température de point de rosée. On connaît par exemple dans une installation de conditionnement d'air de ce type décrite dans la publication DE 36 24 171 Al la combinaison d'un capteur de température et d'un capteur d'humidité pour la détermination de la température de point de rosée. La température de point de rosée de l'air extérieur et celle de l'air intérieur sont toutes deux déterminées dans ce cas et ces informations sont utilisées, d'une part pour influencer de façon appropriée le conditionnement d'air de l'espace intérieur et, d'autre part pour percevoir une menace, ou déjà une présence, de condensation sur les côtés intérieurs des glaces. Un dispositif de réglage associé de l'installation de conditionnement d'air décide entre autres, en fonction des informations amenées des capteurs, si la ventilation de l'espace intérieur du véhicule doit être réalisée au moyen d'un canal d'air orienté vers le pare-brise ou au moyen d'un canal d'air qui souffle davantage dans la zone médiane de l'espace intérieur. Dans les installations classiques de conditionnement d'air, en particulier les installations à amenée d'air automatique, c'est-à-dire à répartition automatique de l'air d'amenée vers les différents canaux d'air présents pendant le fonctionnement de réfrigération, c'est-à- dire pendant des phases de fonctionnement destinées à refroidir l'air de l'espace intérieur, l'air extérieur aspiré et refroidi par exemple en passant sur un évaporateur n'est habituellement soufflé dans l'espace intérieur que par une partie des canaux d'air disponibles. En particulier, le canal d'air de dégivrage est fermé la plupart du temps afin d'éviter qu'un risque d'apparition de condensation sur le pare- brise ne résulte d'une réfrigération trop forte du pare-brise. Dans des installations qui offrent la possibilité d'ouverture et de fermeture automatiques du canal d'air de dégivrage, les points de commutation sont choisis d'une manière telle que le pare-brise reste protégé en toute sécurité contre une condensation externe, même dans un cas de temps extrêmement humide et chaud o la tendance à la condensation est plus élevée. Il est par ailleurs souhaitable, pour le fonctionnement de réfrigération, que l'air amené soit soufflé dans l'espace intérieur du véhicule par un nombre aussi grand que possible de canaux d'air. Car les vitesses de l'air soufflé sont d'autant plus élevées, et les risques d'apparitions de courants d'air sont donc d'autant plus forts, que le nombre de canaux ouverts est moindre. Le problème technique qui est à la base de la présente invention est la réalisation d'une installation de conditionnement d'air de véhicule du type mentionné dans l'introduction au moyen de laquelle, lors d'un fonctionnement de réfrigération, une condensation extérieure sur les glaces est évitée de façon fiable, d'une part, et une ventilation de l'espace intérieur aussi exempte que possible de courant d'air est atteinte, d'autre part. L'invention résout ce problème en réalisant une installation de climatisation d'air conforme au type indiqué en préambule, caractérisé en ce que: - le dispositif de réglage de l'installation ouvre et ferme automatiquement, lors du fonctionnement de réfrigération de l'installation, le canal d'air qui conduit vers une glace de véhicule, en particulier le pare-brise, en fonction de la température déterminée du point de rosée de l'air extérieur et de la température déterminée de l'air qui est présent dans ce canal d'air pour être soufflé en direction de la glace de véhicule, - le dispositif de réglage maintient fermé ce canal d'air tant que la température de l'air soufflé est inférieure à la température de point de rosée de l'air extérieur augmentée d'une valeur de température de déport de sécurité qui peut être prédéfinie ou qui peut aussi, selon les cas d'emploi, être fixée à une valeur appropriée au choix, supérieure à zéro, afin d'assurer que le canal d'air est fermé à temps avant l'apparition de condensation à l'extérieur lorsque la température de l'air soufflé s'approche, en partant de températures plus élevées, de la température de point de rosée de l'air extérieur, et - le dispositif maintient au moins partiellement ouvert le canal d'air correspondant tant que la température de l'air soufflé est supérieure à la température de point de rosée de l'air extérieur augmentée de la valeur de température de déport de sécurité qui peut être prédéfinie. Il est donc possible en somme de réaliser à l'aide de cette installation de conditionnement d'air un fonctionnement de réfrigération dans lequel le canal d'air qui conduit à la glace de véhicule contribue dans chaque situation, tant que ceci ne conduit pas à une congélation extérieure sur la glace, à ventiler l'espace intérieur par de l'air réfrigéré, ce qui évite autant que possible les courants d'air et emploie donc un nombre aussi grand que possible de canaux d'air. En particulier, ce canal d'air peut être un canal d'air de dégivrage. A la différence des installations classiques à point de commutation fixe entre l'ouverture et la fermeture du canal d'air de dégivrage dans le fonctionnement de réfrigération, qui doit s'ajuster au cas le plus défavorable de condition météorologique extrêmement humide et extrêmement chaude, le canal d'air qui conduit vers la glace de véhicule dans l'installation selon l'invention peut rester ouvert plus longtemps en fonctionnement de réfrigération, par exemple pour des conditions météorologiques moins humides, ce qui augmente le confort de réfrigération de l'espace intérieur pour les passagers du véhicule. Selon un mode de mise en ouvre préféré de l'invention, le dispositif de réglage maintient partiellement ouvert, lors du fonctionnement de réfrigération de l'installation de conditionnement d'air, le canal d'air qui conduit à la glace de véhicule, selon un degré d'ouverture qui varie entre la position fermée et la position ouverte de façon continue ou par paliers, pour des températures de l'air soufflé qui sont comprises entre la température de point de rosée de l'air extérieur augmentée de la valeur de température de déport de sécurité et une valeur de température qui est supérieure à celle-ci d'un écart de température qui peut être prédéfini. De cette manière, le canal d'air peut encore être utilisé au moins partiellement dans cette plage pour la ventilation de l'espace intérieur à l'aide de l'air de réfrigération, tandis que son débit d'air est simultanément limité de façon que l'apparition d'une condensation extérieure sur les glaces reste empêchée de façon fiable. Les buts, particularités et avantages de la présente invention ressortiront davantage à l'homme de l'art à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré en conjonction avec les dessins annexés dans lesquels la Fig. 1 une vue de côté schématique 'd'une voiture particulière équipée d'une installation de conditionnement d'air o de l'air de réfrigération est admis dans l'espace intérieur en fonction du point de rosée extérieur; et la Fig. 2 un schéma destiné à mettre en évidence la zone de commutation entre la position fermée et la position ouverte d'un canal d'air de dégivrage de la Fig. 1. La Fig. 1 représente schématiquement les composants pertinents, pour la présente invention, d'une installation de conditionnement d'air montée dans une voiture particulière 1. L'installation de conditionnement d'air possède une structure classique et comprend un ventilateur 2 d'aspiration d'air qui est suivi, dans la direction d'écoulement de l'air, par un évaporateur 3 et un corps chauffant 4. A partir du corps chauffant 4, l'air parvient dans un espace de répartition 5 d'air d'o partent un canal d'air 6 d'espace des pieds pour souffler de l'air dans l'espace des pieds d'un espace intérieur 8 de véhicule, un canal d'air 7 de plan médian pour souffler de l'air dans la zone médiane de l'espace intérieur 8 du véhicule et un canal d'air 9 de dégivrage qui se termine, dans la zone inférieure du côté intérieur d'un pare-brise 10, par des buses de dégivrage qui soufflent sensiblement vers le haut. Dans chaque canal d'air 6, 7, 9 se trouve un volet d'air réglable associé 11, 12, 13, au moyen duquel le canal d'air 6, 7, 9 peut au choix être maintenu ouvert ou fermé. L'air peut être aspiré par le ventilateur d'aspiration 2, soit de façon classique en fonctionnement en circulation au moyen d'un canal d'aspiration 14 d'air de circulation en reprise qui débouche dans le domaine de l'espace des pieds de l'espace intérieur 8, soit en fonctionnement à l'air frais par l'intermédiaire d'un canal 15 d'air amené qui s'ouvre vers l'extérieur dans la zone située devant le pare-brise 10. Dans le canal 15 d'amenée d'air est agencé un ensemble 16 de capteurs de point de rosée de l'air extérieur au moyen duquel la température de point de rosée de l'air extérieur aspiré est déterminée. L'ensemble de capteurs de point de rosée peut se composer de façon classique, soit directement d'un capteur de point de rosée, soit d'une combinaison d'un capteur d'humidité et d'un capteur de température. L'information correspondante de point de rosée extérieur est amenée de l'ensemble de capteurs 16 de point de rosée extérieur à un dispositif de réglage 17 qui exerce les fonctions de dispositif de réglage de l'installation de conditionnement d'air et règle toutes les fonctions de l'installation de conditionnement d'air. Dans le cas présent, seul le fonctionnement de réfrigération expliqué de façon plus détaillée dans ce qui suit est concerné, tandis que l'installation est mise en oeuvre de façon classique pour les autres modes de fonctionnement par le dispositif 17 de réglage. Pour la mise en oeuvre du fonctionnement caractéristique de réfrigération, l'installation de conditionnement d'air contient en outre des moyens de détermination de la température de l'air soufflé pour le canal 9 d'air de dégivrage, c'est-à-dire de la température que possède, au voisinage de la glace, de l'air qui est soufflé en oblique vers le haut par l'intermédiaire du canal 9 d'air de dégivrage en direction du pare-brise 10 dans le fonctionnement de réfrigération de l'installation. A cet effet, un capteur de température peut, selon une variante non représentée, être prévu dans la zone de sortie du canal 9 d'air de dégivrage. A la place de ceci un capteur de température 18 est prévu dans l'installation de la Fig. 1 sur le corps chauffant 4, capteur qui détecte la température du corps chauffant qui est nécessaire de toutes façons également pour d'autres buts de fonctionnement qui ne concernent pas la présente invention. Le signal de ce capteur 18 de température est également amené au dispositif de réglage 17 qui détermine à partir de ce dernier la température de l'air soufflé vers le pare-brise 10 par l'intermédiaire du canal 9 d'air de dégivrage en soustrayant de la température au corps chauffant une valeur de correction. La valeur de correction prend en compte le gradient de température pour l'écoulement de l'air à partir du corps chauffant 4 jusqu'à la sortie des buses de dégivrage du canal 9 d'air de dégivrage et peut être déterminée au préalable empiriquement. Des valeurs typiques de correction sont par exemple de l'ordre de grandeur de 100 K. Le dispositif de réglage 17 règle le fonctionnement de l'installation en fonction des signaux de sortie, indiqués en traits interrompus à la Fig. 1, des deux capteurs mentionnés précédemment, 16, 18, ainsi que d'autres capteurs qui ne concernent pas la présente invention et qui ne sont donc pas représentés explicitement. L'intérêt se concentre ici en particulier sur le réglage automatique du volet 13 de dégivrage, situé dans le canal 9 d'air de dégivrage, par le dispositif de réglage 17 par l'intermédiaire d'une ligne associée 19 de réglage, tandis que les autres lignes de réglage destinées à la mise en oeuvre des autres fonctions de réglage du dispositif de réglage 17 ne sont pas représentés à la Fig. 1 pour la clarté du dessin. Le dispositif de réglage 17 règle le fonctionnement de réfrigération de l'installation, selon lequel de l'air de réfrigération est soufflé dans l'espace intérieur 8 d'une manière telle que cet air de réfrigération est soufflé constamment par l'intermédiaire du canal 6 d'air de l'espace des pieds et du canal 7 d'air de plan médian, et aussi souvent que possible par l'intermédiaire du canal 9 d'air de dégivrage. Lorsque la température de l'air soufflé aux sorties des buses de dégivrage est inférieure à la température du point de rosée de l'air extérieur, il existe un risque d'apparition de condensation extérieure sur le pare-brise 10, ce qui peut entraîner des gênes intolérables de vision. Le dispositif de réglage 17 empêche donc le soufflage d'air de réfrigération par l'intermédiaire du canal 9 d'air de dégivrage, respectivement, dans la mesure o ceci est nécessaire pour empêcher de façon fiable une condensation extérieure sur le pare-brise 10. A cet effet, un procédé approprié de réglage est mis en oeuvre dans le dispositif de réglage 17, comme expliqué de façon plus détaillée en référence à la Fig. 2. Dans le schéma de la Fig. 2 est représentée la position commandée automatiquement, dans le fonctionnement de réfrigération de l'installation, du volet 13 d'air de dégivrage en fonction de la température déterminée TA de l'air soufflé. Si la température TA de l'air soufflé est inférieure à une valeur de seuil TG de position fermée, qui résulte de l'addition d'une valeur de température de déport de sécurité, par exemple de 4o K, à la température déterminée de point de rosée de l'air extérieur, le dispositif de réglage 17 maintient totalement fermé le volet 13 d'air de dégivrage car la température de l'air soufflé est alors inférieure à la température de point de rosée de l'air extérieur ou ne lui est en tout cas supérieure que de la valeur de température de déport de sécurité, de sorte qu'il apparaîtrait une tendance à la condensation sur le pare-brise 10 si un tel air soufflé froid était soufflé contre le côté intérieur du pare-brise 10. Ceci est évité par la fermeture automatique du volet 13 d'air de dégivrage. Si la température TA de l'air soufflé est supérieure à une valeur de seuil To de position ouverte, l'unité de réglage 17 maintient complètement ouvert le volet 13 d'air de dégivrage. Puisque l'air soufflé est suffisamment chaud dans ce cas, même pour un soufflage maximal au pare-brise 10, il n'existe aucun risque de condensation extérieure sur ce dernier. La valeur de seuil To de position ouverte dépasse ici, d'un écart TD qui peut être prédéfini et est typiquement compris entre environ 5o K et 10 K, la valeur de seuil TG de position fermée. C'est à l'intérieur de la plage de température comprise entre la valeur de seuil TG de position fermée et la valeur de seuil To de position ouverte, que le volet 13 d'air de dégivrage passe de sa position totalement fermée et à sa position totalement ouverte. Dans cette plage de la température TA de l'air soufflé, le dispositif de réglage 17 peut à cet effet, selon l'agencement du système, maintenir le volet 13 d'air de dégivrage dans des positions intermédiaires partiellement ouvertes, selon un degré d'ouverture variable en continu ou par paliers. Ceci est illustré par deux exemples à la Fig. 2. Dans un premier exemple représenté par la caractéristique K1 de position de volet tracée en traits pleins, le volet 13 d'air de dégivrage est réglé, dans cette plage de la température TA de l'air soufflé, selon un degré d'ouverture à variation linéaire continue entre 0% et 100%, tandis que le volet correspondant d'air de dégivrage est réglé par paliers dans un deuxième exemple qui est représenté par la caractéristique K2 de position de volet, tracée en traits interrompus. Une position intermédiaire individuelle à palier d'ouverture de 50% y est en particulier prévue. On comprend que d'autres variantes de réglage du volet 13 d'air de dégivrage peuvent être réalisées selon les besoins dans cette plage de positions intermédiaires, par exemple par paliers avec plus d'une position intermédiaire, ou sous forme d'un tracé incurvé, sans discontinuité, de la caractéristique de degré d'ouverture entre 0%, pour la valeur de seuil TG de position fermée, et 100%, pour la valeur de seuil To de position ouverte. On peut évidemment envisager aussi une commutation en une fois, directement, entre la position totalement ouverte et la position totalement fermée du volet d'air à hauteur de la valeur de seuil TG de position fermée ou d'une valeur de température supérieure de la température TA de l'air soufflé. La fonctionnalité, précédemment expliquée, de fonctionnement de réfrigération permet à l'installation de conditionnement d'air représentée de souffler, aussi par le canal d'air 9 de dégivrage, de l'air de réfrigération dans l'espace interne 8 aussi longtemps que possible, sans provoquer de condensation extérieure sur le pare-brise 10. Souffler aussi de l'air de réfrigération par le canal 9 de dégivrage offre l'avantage que les vitesses de l'air soufflé des divers canaux d'air 6, 7, 9 sont, pour un débit donné, plus faibles que lorsque le canal 9 d'air de dégivrage est fermé, ce qui permet de réaliser pour l'espace intérieur du véhicule un conditionnement d'air relativement exempt de courant d'air et donc bien aéré. Il faut aussi considérer ici que de l'air froid ou de l'air refroidi dans la zone des pieds est ressenti comme très désagréable et que le canal 6 d'air d'espace des pieds est donc fermé de façon appropriée dès que la température de l'air soufflé est inférieure à la température du corps. Ne souffler de l'air de réfrigération que par le canal 7 d'air de plan médian conduirait donc à des vitesses d'air soufflé relativement élevées, désagréables, ce qui peut être évité dans la plupart des situations de fonctionnement, puisque que le canal 9 d'air de dégivrage est ouvert, dans le cas de l'installation représentée. On comprend que des réalisations de l'installation de conditionnement d'air de véhicule selon l'invention, autres que celles qui ont été représentées, sont possibles pour l'homme de l'art. En cas de besoin, le dispositif de réglage associé à l'installation de conditionnement d'air peut en particulier, en fonctionnement de réfrigération, régler automatiquement de la manière décrite pour le canal 9 d'air de dégivrage, quant à son comportement soufflé d'air, au lieu du canal d'air de dégivrage du pare-brise ou en plus de celui-ci, un autre canal conduisant vers une glace du véhicule, par exemple un canal qui conduit vers une glace latérale du véhicule. 1l REVENDICATIONS 1. Installation de conditionnement d'air de véhicule qui inclut: - des moyens (16) de détermination de la température du point de rosée de l'air extérieur, - un canal d'air (9) à moyens obturateurs réglables (13) qui conduit vers une glace (10) de véhicule, - des moyens (17, 18) de détermination de la température de l'air à souffler par le canal d'air qui conduit vers la glace de véhicule, et - un dispositif de réglage (17) pour l'ouverture et la fermeture automatiques du canal d'air qui conduit vers la S15 glace du véhicule par un réglage correspondant des moyens obturateurs du canal d'air, caractérisée en ce que le dispositif de réglage (17) ouvre et ferme automatiquement, en fonctionnement de réfrigération de l'installation de conditionnement d'air, le canal d'air (9) qui conduit à la glace (10) de véhicule en fonction de la température déterminée de point de rosée de l'air extérieur et de la température déterminée de l'air soufflé par ce canal d'air, le dispositif maintient fermé le canal d'air tant que la température de l'air soufflé est inférieure à la température du point de rosée de l'air extérieur augmentée d'une valeur de température de déport de sécurité qui peut être prédéfinie et le dispositif maintient le canal au moins partiellement ouvert tant que la température de l'air soufflé est supérieure à la température de point de rosée de l'air extérieur augmentée de la valeur de température de déport de sécurité qui peut être prédéfinie. 2. Installation de conditionnement d'air selon la revendication 1, caractérisée en outre en ce que le dispositif de réglage (17) maintient partiellement ouvert, lors du fonctionnement de réfrigération de l'installation de conditionnement d'air, le canal d'air (9) qui conduit à la glace (10) de véhicule, selon un degré d'ouverture qui varie entre la position fermée et la position ouverte de façon continue ou par paliers, pour des températures de l'air soufflé qui sont comprises entre la température de point de rosée de l'air extérieur augmentée5 de la valeur de température de déport de sécurité et une valeur de température qui est supérieure à celle-ci d'un écart de température (TD) qui peut être prédéfini.