Brevet FR2762261A1 — publié le 19981023

La présente invention concerne un dispositif pour le contrôle de la climatisation d'un véhicule, qui peut être utilisé avantageusement notamment dans des véhicules électriques ou des véhicules à entraînement hybride. Sous le terme "climatisation", on comprendra qu'il s'agit, à titre de simplification, aussi bien de la fonction d'une installation de chauffage que de la fonction d'une instal- lation de climatisation ayant des fonctions de chauffage et de refroidissement. Des systèmes modernes de climatisation pour véhi- cules sont commandés habituellement par l'intermédiaire d'un système électronique compliqué, après la présélection de différentes grandeurs d'entrée, comme par exemple la température de consigne de l'espace intérieur et la vitesse de rotation du ventilateur, et sont ensuite réglés électro- niquement. C'est le confort de climatisation qui est le plus important. Un système de climatisation de ce type, qui ne convient pas notamment également pour des véhicules électriques, est décrit dans l'article de R. Burk, H.-J. Krauss et M. Lôhle, "Integrales Klimasystem fur Elektroau- tomobile", paru dans la revue ATZ Automobiltechnische Zeit- schrift 94 (1992) 11, page 582. Dans le brevet allemand DE 195 09 495 Cl, on décrit un procédé pour commander l'aération d'un espace intérieur ou habitacle d'un véhicule, qui exécute en parti- culier la commutation automatique entre un fonctionnement avec apport d'air et un fonctionnement avec air en recircu- lation. Il est proposé d'interrompre un fonctionnement sélectif avec circulation d'air également dans le cas o des conditions de fonctionnement avec recirculation d'air continuent à être présentes, au moyen de phases de fonc- tionnement avec apport d'air, de manière à empêcher un embuage des vitres du véhicule et un appauvrissement en oxygène de l'espace intérieur du véhicule. La commutation entre le fonctionnement avec apport d'air et le fonctionne- ment avec recirculation d'air peut s'effectuer en fonction de l'état de fonctionnement d'une installation de climati- sation associée, de la température extérieure, de la diffé- rence de réglage de la température intérieure et/ou de la vitesse de déplacement. En outre d'après ce document on sait, en liaison avec d'autres états de la technique cités dans ce document, que la commutation entre le fonctionne- ment avec apport d'air et le fonctionnement avec recircula- tion d'air peut s'effectuer en fonction de la concentration en substances nocives dans l'espace intérieur du véhicule et/ou à l'extérieur du véhicule, la concentration respec- tive en substances nocives étant détectée à l'aide d'un capteur de substances nocives positionné de façon appro- priée. Dans le cas d'une concentration accrue de substances nocives à l'extérieur, le fonctionnement avec recirculation d'air est activé et, comme autre disposition, on peut pré- voir une commutation en retour sur le fonctionnement avec apport d'air lorsque la concentration en substances nocives dans l'espace intérieur du véhicule est plus importante à l'extérieur du véhicule. Grâce à la conception, axée sur le confort, de systèmes modernes de climatisation et de leur surface de commande, l'utilisateur ne sait fréquemment pas de quelle manière l'utilisation du chauffage d'appoint et/ou de l'installation de climatisation agit sur la consommation de carburant et sur la santé des passagers. En particulier dans le cas de véhicules à systèmes d'entraînement élec- triques ou hybrides, une consommation économique de carbu- rant joue un rôle particulier en rapport avec le rayon d'action du véhicule. Un aspect important du point de vue santé est par exemple que, lors du réglage d'une valeur de consigne de la température intérieure, qui s'écarte forte- ment de la température extérieure, par l'utilisateur, il peut apparaître des inconvénients pour la santé, comme par exemple des refroidissements, les muqueuses desséchées, etc. C'est pourquoi l'invention a pour but, en tant que problème technique, de fournir un dispositif de contrôle de la climatisation d'un véhicule, qui puisse contrôler la climatisation du véhicule notamment du point de vue des aspects santé et consommation de carburant et de pouvoir fournir au conducteur des informations concernant l'état correspondant de la climatisation. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait qu'il calcule la différence entre la tempéra- ture à l'extérieur du véhicule, mesurée par un capteur de la température extérieure, et la température à l'intérieur du véhicule, mesurée par un capteur de la température inté- rieure, et produit une information d'avertissement de dif- férence de température lorsque la différence de température calculée est supérieure, en valeur absolue, à une valeur prédéterminée d'avertissement de la différence de tempéra- ture. Selon une première autre caractéristique de l'invention, il compare l'humidité de l'air, mesurée par un capteur d'humidité de l'air, dans l'espace intérieur du véhicule à une valeur d'avertissement prédéterminée d'humi- dité de l'air et produit une information d'avertissement de l'humidité de l'air lorsque l'humidité mesurée de l'air est inférieure à la valeur d'avertissement prédéterminée de l'humidité de l'air. Selon une deuxième autre caractéristique de l'invention, il compare la concentration de substances nocives dans l'air extérieur, mesurée par un premier cap- teur de substances nocives et la concentration de subs- tances nocives de l'air intérieur, mesurée par un second capteur de substances nocives, à une valeur d'avertissement prédéterminée de concentration de substances nocives, et produit une information de recommandation d'interruption de marche lorsque les deux concentrations mesurées des subs- tances nocives sont situées au-dessus de la valeur d'avertissement prédéterminée de concentration de subs- tances nocives. Selon une quatrième autre caractéristique de l'invention, il reçoit des données importantes sur le rayon d'action du véhicule de la part d'une unité de commande du système du véhicule et détermine le rayon d'action prévi- sible du véhicule en fonction de ces données et de l'état du système de climatisation réglé par l'utilisateur. Le dispositif de base est utilisé notamment pour éviter des problèmes du point de vue santé pour les passa- gers du véhicule en raison d'une température qui diffère de façon excessive de la température extérieure, dans l'espace intérieur du véhicule. A cet effet ce dispositif calcule la différence entre la température extérieure et la tempéra- ture intérieure, qui sont détectées respectivement par des capteurs, et la compare à une valeur d'avertissement prédé- terminée de la différence de température. Cette dernière peut être fixée d'une manière variable avec des courbes caractéristiques correspondantes, qui peuvent dépendre d'autres paramètres, comme par exemple l'humidité de l'air et les valeurs de la température extérieure et de la tempé- rature intérieure. Si la valeur absolue de la différence des températures mesurées dépasse cette valeur d'avertissement de différence de température, le dispositif produit une information correspondante d'avertissement des différences de température pour l'utilisateur, ce qui a pour effet que ce dernier peut réagir pour empêcher des conséquences nuisibles pour la santé. Le dispositif selon la deuxième caractéristique indiquée précédemment est conçu notamment de manière à identifier une trop faible humidité de l'air, qui par conséquent est nuisible pour la santé, dans l'espace inté- rieur du véhicule et indiquer ceci en temps opportun à l'utilisateur pour la production d'une information corres- pondante d'avertissement de l'humidité de l'air de sorte que l'utilisateur peut prendre des contre-mesures appro- priées. Le dispositif selon la troisième caractéristique mentionnée précédemment contrôle la climatisation du véhi- cule notamment au regard de conséquences nuisibles de concentrations élevées de substances nocives dans l'air respiré par les passagers du véhicule. A cet effet, les informations concernant les concentrations en substances nocives à l'extérieur du véhicule et dans l'espace inté- rieur du véhicule, sont envoyées par des capteurs de subs- tances nocives, positionnés de façon appropriée. Ces infor- mations peuvent être utilisées le cas échéant de façon usuelle pour commuter le système de climatisation sur le fonctionnement avec recirculation d'air dans le cas de la présence de concentrations élevées de substances nocives dans l'air extérieur, et sur le fonctionnement avec apport d'air dans le cas de concentrations élevées de substances nocives dans l'espace intérieur du véhicule. D'autre part, le dispositif de contrôle utilise de façon caractéristique ces informations de concentrations de substances nocives pour produire une information de recommandation d'arrêt du véhicule lorsque les deux concentrations de substances nocives dépassent une valeur d'avertissement de concentra- tions de substances nocives présélectionnée de façon appro- priée. Cette information de recommandation d'arrêt de rou- lement du véhicule indique à l'utilisateur que dans la situation considérée, un arrêt du déplacement est souhai- table, étant donné qu'en raison des concentrations en subs- tances nocives, par exemple l'aptitude du conducteur à la conduite n'est plus garantie. Le dispositif de contrôle de climatisation de véhicules conformément à la quatrième caractéristique men- tionnée précédemment de l'invention est conçu notamment pour réaliser, dans des véhicules ayant un système d'entraînement électrique ou hybride, une détermination du rayon d'action du véhicule, auquel on peut encore s'attendre, en fonction de la température de l'espace inté- rieur, qui est désirée par l'utilisateur. Des véhicules de ce type sont conçus de façon traditionnelle pour l'obten- tion d'une consommation en énergie aussi faible que pos- sible de sorte que le mode de fonctionnement du système de climatisation possède une influence notable sur le bilan énergétique total du véhicule. Le dispositif de contrôle prend en compte ceci et fournit au conducteur une informa- tion concernant le rayon d'action prévisible du véhicule, et le dispositif prend en compte l'influence de l'état de fonctionnement du système de climatisation, comme notamment de la valeur de consigne réglée de la température inté- rieure, et des autres informations importantes pour le rayon d'action, qui sont envoyées à ce dispositif par l'unité de commande du système du véhicule. Ces informa- tions incluent par exemple des informations concernant l'état de charge d'un accumulateur d'énergie électrique pour l'entraînement du véhicule et/ou la quantité présente de carburant. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence au dessin annexé, dont la figure unique représente un schéma-bloc d'un dispositif de contrôle de climatisation d'un véhicule. Le dispositif représenté 1 pour le contrôle de la climatisation d'un véhicule peut être également utilisé précisément, et ce d'une manière utile, pour des véhicules à système d'entraînement électrique ou hybride, étant donné que dans de tels véhicules, qui sont conçus pour une consommation d'énergie aussi faible que possible, l'installation de climatisation prend une part importante dans la consommation en énergie qui représente une fraction notable de la consommation totale d'énergie. Le dispositif de contrôle de climatisation 1 assiste le conducteur lors du réglage d'un état de fonctionnement respectif optimum du système de climatisation prévu pour le véhicule sous la forme d'une installation de chauffage ou de climatisation. A cet effet, le dispositif 1 contient un microcontrôleur 2 en tant qu'unité centrale intelligente, une mémoire de don- nées connectée 3, dans laquelle sont mémorisées différentes grandeurs caractéristiques nécessaires, et une unité d'affichage 4, qui comprend, en dehors d'autres éléments d'affichage optionnels, comme par exemple un élément d'affichage acoustique, un élément d'affichage optique, qui est constitué de préférence par un dispositif d'affichage à cristal liquide positionnée au voisinage du tableau de bord. Sinon, l'élément d'affichage optique peut être égale- ment réalisé sous la forme d'un instrument d'affichage mis en place ultérieurement. En outre le dispositif 1 de contrôle de la climatisation comporte d'autres composants non représentés, du type évident pour le spécialiste pour assumer les fonctions expliquées précédemment et qui ne requiert par conséquent pas d'explications plus détaillées. En particulier le dispositif de contrôle 1 est conçu pour la réception et l'émission de signaux de données exploités ou produits dans le microcontrôleur 2 en provenance ou en direction de composants raccordés du système électrique du véhicule, parmi lesquels les plus importants actuellement sont reproduits sur le dessin. Ainsi le dispositif 1 de contrôle de la climati- sation reçoit notamment les signaux de sortie de différents capteurs importants pour la climatisation, à savoir l'information concernant la température Ti de l'espace intérieur du véhicule à partir d'un capteur 5 de la tempé- rature de l'espace intérieur, l'information concernant la température Ta à l'extérieur du véhicule de la part d'un capteur 6 de la température de l'air extérieur, la concen- tration Ski de substances nocives dans l'espace intérieur du véhicule à partir d'un capteur 7 de substances nocives de l'espace intérieur, une information concernant la concentration en substances nocives Ska à l'extérieur du véhicule par un capteur 8 de substances nocives de l'air extérieur et une information concernant l'humidité de l'air Lfi dans l'espace intérieur du véhicule à partir d'un cap- teur 9 d'humidité de l'air ou d'un détecteur d'embuage des vitres. D'autre part, le dispositif reçoit des signaux relatifs au rayon d'action du véhicule de la part d'une unité électrique 10 du système de commande, du type usuel notamment pour de tels véhicules électriques et à entraîne- ment hybride. En outre une information concernant la posi- tion respective d'un clapet de recirculation d'air réglable par un moteur ou manuellement est envoyée au dispositif par un capteur correspondant 11 de la position du clapet de recirculation d'air. En outre, il est prévu de préférence une minuterie 12, qui est couplée au dispositif 1 de contrôle de la climatisation. Sinon la minuterie peut être également intégrée dans le dispositif 1 de contrôle de la climatisation. Le dispositif 1 de contrôle de la climatisation exécute différentes fonctions qui augmentent le confort de climatisation pour les passagers du véhicule et qui ne sont pas intégrées dans les systèmes usuels de climatisation et sur lesquels on reviendra de façon plus détaillée. Le dis- positif 1 représente les informations entrantes de tempéra- ture, qui concernent la température Ta à l'extérieur et la température intérieure Ti, sur l'élément d'affichage optique du dispositif d'affichage 4, de préférence au moyen de deux représentations directement voisines au moyen de barres. Le dispositif de contrôle 1 détermine en outre la différence entre la température Ta à l'extérieur et la tem- pérature intérieure Ti et produit une information d'avertissement de différence de température, lorsque cette différence de température calculée possède une valeur abso- lue supérieure à une valeur d'avertissement prédéterminée de différence de température. L'information d'avertissement de différence de température consiste par exemple en la délivrance d'un signal d'alarme optique par l'intermédiaire de l'unité d'affichage 4. La valeur d'avertissement de dif- férence de température est de préférence mémorisée, en fonction de différents paramètres de climatisation prenant en compte des aspects physiologiques et de santé, sous la forme de courbes caractéristiques correspondantes dans la mémoire 3. Ainsi la valeur d'avertissement de différence de température peut être prédéterminée d'une manière variable par exemple en fonction de valeurs de la température exté- rieure et/ou de la température intérieure Ta, Ti et/ou de l'humidité de l'air Lfi. Le conducteur est également averti, avant une présélection extrême de température, qu'il règle une valeur de consigne de la température inté- rieure qui s'écarte trop fortement de la température exté- rieure présente. En effet une climatisation avec de telles différences de température est indésirable en raison du risque de nuisance pour la santé, comme par exemple un refroidissement ou un dessèchement des muqueuses. Comme autre fonction, le dispositif 1 de contrôle de la climatisation indique l'information envoyée d'humidité de l'air Lfi à l'unité d'affichage 4, par exemple en tant qu'indication de pourcentage. En outre il compare cette humidité de l'air Lfi mesurée dans l'espace intérieur du véhicule, à une valeur d'avertissement prédé- terminée de l'humidité de l'air, qui à nouveau peut être mémorisée sous la forme de courbes caractéristiques dans une mémoire 3 en fonction de paramètres appropriés de cli- matisation. Lorsque l'humidité de l'air mesurée Lfi tombe au-dessous de cette valeur d'avertissement de l'humidité de l'air, le dispositif 1 produit une information d'avertisse- ment de l'humidité de l'air, par exemple sous la forme d'un signal optique d'avertissement délivré par l'unité d'affichage 4. L'attention du conducteur est de ce fait attirée sur la présence d'un air trop sec dans l'espace intérieur du véhicule. Comme autre fonctionnalité, le dispositif 1 de contrôle de la climatisation fournit une estimation du rayon d'action du véhicule. Etant donné qu'en particulier dans le cas de véhicules électriques et hybrides, l'énergie nécessaire pour la climatisation de l'espace intérieur représente une partie notable de la consommation totale d'énergie du véhicule, la distance pouvant être encore par- courue avec la quantité d'énergie respectivement présente dans le véhicule, c'est-à-dire le rayon d'action du véhi- cule, dépend par conséquent fortement de réglages, réalisés par l'utilisateur, du système de climatisation, en particu- lier de la valeur de consigne réglée de la température intérieure et également de la puissance réglée du ventila- teur. Compte tenu de la consommation d'énergie de climati- sation, le dispositif 1 détermine le rayon d'action du véhicule, auquel on peut encore s'attendre dans la situa- tion instantanée considérée, en fonction des informations concernant les réglages réalisés par le conducteur dans le système de climatisation ainsi que des signaux transmis par l'unité de commande du système du véhicule et qui contien- nent les autres données importantes pour le rayon d'action du véhicule, comme par exemple l'état de charge d'une bat- terie de traction et/ou la quantité de carburant présente et la consommation d'énergie moyenne du système d'entraî- nement du véhicule et des autres composants du véhicule, qui consomment de l'énergie. Le dispositif 1 affiche, sur l'unité d'affichage 4, le rayon d'action ainsi estimé du véhicule. De ce fait le conducteur peut régler le système de climatisation de telle sorte que le rayon d'action du véhicule, dont il a encore besoin reste encore dans la situation considérée. Pour maintenir à une faible valeur la concentra- tion en substances nocives dans l'air respiré pour les pas- sagers du véhicule ou pour l'avertissement de concentra- tions trop élevées de substances nocives, le dispositif 1 de contrôle de la climatisation compare les informations envoyées, concernant la concentration Ska en substances nocives dans l'air extérieur et la concentration Ski de substances nocives dans l'espace intérieur, à une valeur d'avertissement respectivement prédéterminée de concentra- tion de substances nocives. Lorsque la concentration de substances nocives à l'extérieur dépasse la valeur d'avertissement, le dispositif 1 délivre un signal d'avertissement optique associé par l'intermédiaire de l'unité d'affichage 4, à la suite de quoi le conducteur peut interrompre l'apport d'air frais, par exemple en com- mutant le système de climatisation du fonctionnement avec apport d'air sur le fonctionnement avec recirculation d'air. Dans le cas o un volet de commande de recirculation d'air réglable par un moteur est présent, une commutation peut sinon être réalisée automatiquement sur le fonctionne- ment avec recirculation d'air et ce fonctionnement peut être affiché par le dispositif 1 au moyen de son unité d'affichage 4. A cet effet, le dispositif 1 reçoit de la part du capteur 11 de la position du volet de recirculation d'air, l'information concernant la position respective ins- tantanée du volet de recirculation d'air. Etant donné que dans des véhicules, dont la consommation est optimisée, la climatisation s'effectue avec un pourcentage relativement élevé de fonctionnement avec recirculation d'air, en raison du chauffage/refroidissement de l'espace intérieur du véhi- cule, qui est approprié du point de vue énergétique dans ce type de fonctionnement et en raison d'une valeur dégagée éventuellement trop faible du moteur, dans le cas d'un moteur à combustion interne dont la consommation est opti- misée, la concentration en substances nocives peut égale- ment dépasser dans l'espace intérieur du véhicule, la valeur de signalisation correspondante, ce qui amène l'uti- lisateur à envoyer de l'air frais, et à cet effet il com- mute le système de climatisation sur le fonctionnement avec apport d'air. Sinon, l'activation du fonctionnement avec apport d'air peut s'effectuer automatiquement, ce qui à nouveau peut être affiché au moyen de l'unité d'affichage 4. Comme autre caractéristique de la fonction de contrôle concernant la concentration en substances nocives, le dispositif 1 de contrôle de la climatisation détermine en permanence si aussi bien la concentration Ska en subs- tances nocives reste à l'extérieur que la concentration Ski en substances nocives dans l'espace intérieur du véhicule dépassent une valeur d'avertissement prédéterminée, qui par exemple est identique à la plus petite des deux valeurs d'avertissement de concentrations en substances nocives indiquées plus haut, qui sont déterminantes pour la commu- tation entre le fonctionnement avec recirculation d'air et le fonctionnement avec apport d'air, ou peut être choisie différente de ces valeurs. Lorsque c'est le cas, ce qui permet de conclure à une qualité de l'air pour ainsi dire mauvaise aussi bien dans l'espace intérieur du véhicule qu'à l'extérieur de ce dernier, le dispositif 1 produit une information de recommandation d'arrêt de la conduite, sous la forme d'un signal correspondant délivré à l'unité d'affichage 4 et qui est pour le conducteur une recommanda- tion d'arrêter la poursuite du déplacement étant donné que l'aptitude du conducteur à la conduite n'est plus garantie dans le cas de cette mauvaise qualité de l'air. Avec la minuterie 12 accouplée ou intégrée, le dispositif 1 de contrôle de la climatisation peut assumer différentes fonctions le cas échéant d'une manière qui dépend, de façon pouvant être prédéterminée, de l'air. En se référant à l'exemple de réalisation décrit précédemment, on voit clairement que le dispositif selon l'invention de contrôle de la climatisation d'un véhicule possède la fonc- tion d'un système d'avertissement en rapport avec la clima- tisation de l'espace intérieur du véhicule avec des fonc- tionnalités supplémentaires et permet par conséquent au conducteur d'utiliser d'une manière optimale l'installation de chauffage ou l'installation de climatisation du véhicule (véhicule comportant un moteur à combustion interne ou véhicule comportant un système d'entraînement électrique ou un système d'entraînement hybride) à des points de vue éco- logique et de santé, les fonctions correspondantes ou la commutation nécessaire entre le fonctionnement avec apport d'air et le fonctionnement avec recirculation d'air, pou- vant être réglés aussi bien manuellement que d'une manière automatique. REVEND I CATIONS 1. Dispositif pour contrôler la climatisation d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il calcule la diffé- rence entre la température (Ta) à l'extérieur du véhicule, mesurée par un capteur (6) de la température extérieure, et la température (Ti) à l'intérieur du véhicule, mesurée par un capteur (5) de la température intérieure, et produit une information d'avertissement de différence de température lorsque la différence de température calculée est supé- rieure, en valeur absolue, à une valeur prédéterminée d'avertissement de la différence de température. 2. Dispositif pour contrôler la climatisation d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il compare l'humidité de l'air (Lfi), mesurée par un capteur d'humidité de l'air (9), dans l'espace intérieur du véhicule à une valeur d'avertissement prédéterminée d'humi- dité de l'air et produit une information d'avertissement de l'humidité de l'air lorsque l'humidité mesurée de l'air est inférieure à la valeur d'avertissement prédéterminée de l'humidité de l'air. 3. Dispositif pour contrôler la climatisation d'un véhicule selon l'une des revendications 1 ou 2, carac- térisé en ce qu'il compare la concentration (Ska) de subs- tances nocives dans l'air extérieur, mesurée par un premier capteur de substances nocives (8) et la concentration (Ski) de substances nocives de l'air intérieur, mesurée par un second capteur de substances nocives (7), à une valeur d'avertissement prédéterminée de concentration de subs- tances nocives, et produit une information de recommanda- tion d'interruption de marche lorsque les deux concentra- tions mesurées des substances nocives (Ska, Ski) sont situées au-dessus de la valeur d'avertissement prédétermi- née de concentration de substances nocives. 4. Dispositif pour contrôler la climatisation d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il reçoit des données importantes sur le rayon d'action du véhicule de la part d'une unité (10) de commande du système du véhicule et détermine le rayon d'action prévisible du véhicule en fonction de ces données et de l'état du système de climatisation réglé par l'utilisateur.