Brevet FR2761015A1 — publié le 19980925

Dispositif de chauffage-ventilation de l'habitacle d'un véhicule automobile comportant un organe de réglage de type obturateur à rideau L'invention concerne les dispositifs de chauffage-ventilation de l'habitacle des véhicules automobiles. Elle concerne plus précisément les dispositifs du type à "réglage sur l'air", dans lesquels le contrôle de la température de l'air distribué à l'habitacle est réalisé par mélange d'un flux d'air froid et d'un flux d'air chaud, les proportions respectives de ces flux étant réglées, de façon manuelle ou automatique, par un système d'obturation ou de déviation des flux d'air froid et d'air chaud. Les dispositifs de chauffage-ventilation comportent en outre des moyens de distribution pour répartir entre différentes conduites les flux d'air froid et d'air chaud mélangés. Le dispositif comporte ainsi une commande à plusieurs positions telles que "dégivrage", "aération", "chauffage des pieds", etc. correspondant à l'envoi du flux d'air vers des conduites débouchant en différents points correspondants de l'habita- cle. On connaît, d'après le FR-A-2 580 791, un dispositif de distribution d'air du type "volet rideau" comprenant un film, encore appelé store ou rideau, enroulé sur deux rouleaux espacés. Le rideau est disposé transversalement à l'ouverture de passage d'air et comprend des régions ouvertes et pleines permettant, en fonction de la position du rideau, de contrôler le flux d'air et répartir celui-ci au choix entre les différentes conduites de distribution. Ce dispositif connu du type "obturateur à rideau" présente de nombreux avantages par rapport aux obturateurs du type à volet ou à papillon, car il est très compact et permet un gain de profondeur important à la conception du dispositif de chauffage-ventilation. En outre, il peut être en outre très aisément manoeuvré et éventuellement motorisé, à la différence des volets qui engendrent une résistance importante à l'air et obligent donc à recourir à des organes moteurs puissants. Les dispositifs de chauffage-ventilation réalisés jusqu'à présent en utilisant les techniques mentionnées ci-dessus comportent toujours des réglages de température et de distribution distincts, par exemple un bouton "distribution" commandant le choix de la fonction (dégivrage, aération, chauffage des pieds, etc.) et un bouton "mixage" ou "température" permettant de régler la température de l'air à distribuer ; un troisième bouton contrôle la vitesse du motoventilateur pour permettre un brassage plus ou moins fort de l'air vers l'habitacle. L'invention a pour but de proposer un système de chauffageventilation du type précité à réglage sur l'air", comprenant un obturateur du type à rideau permettant de régler toutes les fonctions souhaitables, c'est-à-dire aussi bien le contrôle de température que la distribution des flux d'air, dans un minimum d'encombrement, et ceci tout en restant capable d'obtenir toutes les combinaisons désirées des modes de distribution et des réglages de température. Une telle configuration présente de très nombreux avantages - tout d'abord, en utilisant un seul et même organe de réglage pour le contrôle de température et la distribution des flux d'air, on simplifie grandement la conception et la réalisation du dispositif de chauffage-ventilation, avec bien entendu un réduction corrélative du coût de ce dispositif, - l'obturateur à rideau permet de réduire l'encombrement global du dispositif de chauffage-ventilation, et ce d'autant plus qu'un seul obturateur à rideau est nécessaire pour obtenir toutes les combinaisons souhaitées. - enfin et surtout, dans un mode de réalisation avantageux il est possible, comme on le verra par la suite, de disposer d'une commande unique pour le contrôle de la température et la distribution des flux d'air, par exemple au moyen d'un seul et même bouton rotatif : ceci permet de simplifier le tableau de commande en le réduisant à deux boutons (un bouton pour la température et la distribution combinées et un bouton pour le moto-ventilateur), ce qui peut être avantageux avec les petits véhicules, où la place dévolue aux commandes sur le tableau de bord est toujours restreinte. L'invention propose à cet effet un dispositif de chauffageventilation de l'habitacle d'un véhicule automobile du type connu "à réglage sur l'air" précité, c'est-à-dire comportant : une veine d'entrée d'air froid, pour l'admission d'un flux d'air froid ou réfrigéré ; une veine d'entrée d'air chaud, pour l'admission d'un flux d'air chaud ; une pluralité de conduites de distribution d'air débouchant en différents endroits de l'habitacle du véhicule ; des moyens de contrôle de température par mélange en proportions réglables des flux d'air froid et d'air chaud ; et des moyens distributeurs, pour répartir de manière réglable, entre les différentes conduites de distribution d'air, les flux d'air froid et chaud mélangés. Selon l'invention, les moyens de contrôle de température et les moyens distributeurs comportent un organe de réglage commun du type obturateur à rideau interposé entre, d'une part, les veines d'entrée d'air froid et d'air chaud et, d'autre part, la pluralité de canaux de distribution, cet obturateur comportant un rideau souple, enroulé sur deux rouleaux mobiles espacés, comprenant des régions ouvertes et des régions pleines définies de manière à occulter sélectivement tout ou partie de certaines conduites de distribution et à simultanément doser les quantités respectives d'air froid et d'air chaud admises vers les conduites de distribution non occultées, en fonction de la position d'enroulement du rideau. Les régions ouvertes et les régions pleines du rideau peuvent notamment être réparties suivant deux directions différentes de la surface du rideau, notamment deux directions perpendiculaires, l'une de ces directions correspondant à la direction d'étagement relatif des diverses conduites de distribution et l'autre direction correspondant à la direction d'étagement relatif des veines d'entrée d'air froid et d'air chaud. Dans une configuration avantageuse particulière, la position d'enroulement du rideau est commandée par un organe de manoeuvre rotatif multitours, la relation entre la rotation de l'organe de manoeuvre et le déplacement linéaire du rideau étant telle qu'à chaque tour de l'organe de manoeuvre corresponde une transition des régions du rideau suivant la direction correspondant à la direction d'étagement relatif des diverses conduites de distribution, et les positions intermédiaires sur un même tour correspondant à des dosages variables des flux d'air froid et d'air chaud. On va maintenant décrire un exemple de mise en oeuvre de l'invention, en référence aux dessins annexés. La figure 1 est une vue en plan, prise en coupe selon les lignes I-I des figures 4 à 6, du dispositif de chauffageventilation selon l'invention. La figure 2 est une vue de face du rideau permettant de commander à la fois la température et la distribution. La figure 3 est une vue d'un tableau de commande du dispositif de l'invention. La figure 4 est une vue en élévation, en coupe selon IV-IV de la figure 1, de la section d'aération du dispositif de l'invention. La figure 5 est une vue en élévation, en coupe selon V-V de la figure 1, montrant la section de chauffage des pieds du dispositif de l'invention. La figure 6 est une vue en élévation, en coupe selon VI-VI de la figure 1, montrant la section de dégivrage du dispositif de l'invention. Sur la vue en plan de la figure 1 et les coupes en élévation des figures 4, 5 et 6, le dispositif 10 de chauffage-ventilation selon l'invention comporte une gaine d'admission d'air 12, passant éventuellement devant un évaporateur 14 (dans le cas où le véhicule est muni d'une climatisation). Le flux résultant est divisé par une cloison séparatrice 16 en deux veines, à savoir une veine d'entrée d'air froid 18 et une veine d'entrée d'air chaud 20. L'air de la veine d'entrée d'air froid 18 est directement prélevé de la gaine d'admission d'air 12, éventuellement après passage sur l'évaporateur 14, tandis que l'air de la veine d'entrée d'air chaud 20 résulte du passage de l'air provenant de la gaine d'admission 12 au travers d'un radiateur 22 (radiateur relié au circuit de refroidissement du moteur du véhicule, éventuellement complété par une résistance électrique). Le flux d'air froid 24 et le flux d'air chaud 26 correspondants se rejoignent dans une chambre de mélange 28 et l'air mélangé, dont on a ajusté la température par des moyens qui seront décrits par la suite, est ensuite délivré à diverses conduites de distribution 30, 32, 34 débouchant en différents points de l'habitacle. Dans l'exemple illustré, la première conduite 30 est une conduite d'aération débouchant dans une zone médiane du véhicule, généralement par plusieurs ouïes situées aux extrémités du tableau de bord, près de la console centrale, etc. La deuxième conduite 32 (figures 1 et 5) est une conduite de chauffage des pieds délivrant de l'air sous la planche de bord. La troisième conduite 34 (figures 1 et 6) est une conduite de dégivrage débouchant à l'avant de la planche de bord, au voisinage du pare-brise. Bien entendu, cette configuration de conduites n'est pas limitative, et d'autres configurations sont possibles en fonction du type de véhicule et du plus ou moins grand nombre de possibilités de réglage souhaitées. Comme on peut le voir sur la vue en plan de la figure 1, dans l'exemple illustré les trois conduites 30, 32, 34 sont étagées suivant une direction horizontale Y perpendiculaire à la direction de déplacement X du véhicule, avec la conduite d'aération 30 en position centrale, la conduite de chauffage des pieds 32 à gauche (si l'on considère le sens de déplacement du véhicule) et la conduite de dégivrage 34 à droite. De façon caractéristique de l'invention, le réglage de la température et la distribution entre les différentes conduites sont réalisés par un obturateur du type à rideau souple 36, ce rideau étant enroulé sur deux rouleaux mobiles 38, 40. Le rideau est guidé latéralement par des gorges 42 (figure 1) qui procurent en outre une étanchéité relative entre rideau et paroi à cet endroit, de manière à éviter tout contournement latéral du rideau par le flux d'air. Ce rideau, par sa présence, définit deux demi-volumes distincts de part et d'autre du rideau, avec les veines d'entrée d'air froid 18 et d'air chaud 20 du coté du demi-volume amont et la chambre de mélange 24 du côté du demi-volume aval. La figure 2 représente, vu de face et entièrement développé, le rideau 36. Celui-ci présente une pluralité d'ouvertures 44, 44', 44", les autres régions étant définies comme des régions pleines 46. Les ouvertures 44, 44', 44" correspondent à une position de passage d'air permettant d'assurer une communication entre le demi-volume amont et le demi-volume aval de part et d'autre du rideau souple, et permettre donc la traversée du flux d'air. En revanche, les régions pleines 46 correspondent à une occultation empêchant le passage de l'air entre l'amont et l'aval du rideau. Les ouvertures 44, 44', 44" sont étagées sur le rideau suivant deux directions, à savoir une direction transversale Y correspondant à la direction d'étagement des différentes conduites de distribution (cf. figure 1) et une direction verticale Z correspondant au sens de défilement du rideau, qui peut être déplacé linéairement par enroulement/déroulement des rouleaux 38 et 40. On notera que, dans la direction Z, les ouvertures 44, 44', 44" sont séparées par des régions pleines 48. La disposition que l'on vient de présenter est telle que, dans la direction transversale Y, l'ouverture 44 puisse venir en regard de la conduite 34 de dégivrage (figure 1), l'ouver- ture 44 face à la conduite 30 d'aération et l'ouverture 44" face à la conduite de chauffage des pieds 32. Dans chaque cas, lorsqu'une ouverture 44, 44 ou 44" du rideau se trouve face à une conduite de distribution, les deux autres conduites sont occultées par une partie pleine 46 du rideau L'enroulement du rideau est commandé par un bouton de manoeuvre 50 (figure 3) comportant un index 52 mobile sur 360-. Le conducteur peut ainsi à régler la température entre une température minimale (repère 54) et une température maximale (repère 56), ou placer le système en position de fermeture (repère 58). Très avantageusement ce bouton peut effectuer plusieurs tours, les positions précitées étant disponibles sur chacun des tours. Chaque tour correspond à une fonction particulière, repérée par un symbole dans une fenêtre de repère 60 : premier tour = dégivrage (repère 62), deuxième tour = chauffage des pieds (repère 64) troisième tour = aération (repère 66). La rotation de trois tours correspond à un déplacement complet en translation du rideau d'une position extrême à l'autre, et chaque tour correspond à une translation du rideau d'un pas p (figure 2) dans la direction de déroulement du rideau. La succession des modes de distribution commandées par le bouton 50 suit celle des ouvertures dans la direction Z de défilement du rideau. La succession des différentes fonctions est donc la suivante sur les trois tours de rotation possibles pour le bouton 50 - premier tour : fermé, dégivrage tout froid, mixage, dégivrage tout chaud, fermé - deuxième tour : fermé, chauffage tout froid, mixage, chauffage tout chaud, fermé ; - troisième tour : fermé, aération tout froid, mixage, aération tout chaud, fermé. On dispose ainsi d'une commande "monobouton" pour le réglage à la fois de la température et de la distribution, de sorte que le tableau de commande de chauffage-ventilation peut être réduit à deux boutons, à savoir le bouton température/distribution 50 que l'on vient de décrire, qui est un bouton à plusieurs tours, et un bouton 68 de réglage de la vitesse du moto-ventilateur. On va expliciter, en référence aux figures 4 à 6, la manière dont le déplacement du rideau 36 permet d'ajuster non seulement la distribution mais encore la température. La figure 4 correspond à la position "aération", c'est-à-dire celle où c'est l'ouverture 44 du rideau 36 qui se trouve entre les veines d'entrée d'air froid 18 et d'air chaud 20, d'une part, et la chambre de mélange 24, d'autre part, face à la conduite d'aération 30. Les ouvertures 44 et 44" du rideau se situent alors dans la partie de celui-ci qui est enroulé sur les rouleaux 38 et 40. Les conduites de chauffage des pieds 32 et de dégivrage 34 sont alors occultées par des parties pleines 46 du rideau. Le réglage fin de la température se fait par déplacement du rideau sur une distance inférieure à la longueur de l'ouverture 44' : sur la figure 4, on a illustré une position intermédiaire, où une partie du flux d'air froid 24 et une partie du flux d'air chaud 26 se rejoignent dans la chambre de mélange 28, pour donner ainsi une température intermédiaire. On comprendra qu'une légère translation du rideau dans un sens viendra augmenter le flux d'air chaud et simultanément réduire le flux d'air froid, et l'inverse dans l'autre sens, permettant ainsi de réaliser un réglage fin de la température. La figure 5 correspond à la position "chauffage des pieds" c'est-à-dire celle où c'est l'ouverture 44" qui se trouve dans la partie déroulée du rideau, face à la conduite 32, les ouvertures 44 et 44' étant dans la partie enroulée. Dans la position illustrée sur la figure, le rideau est en position basse extrême, de manière à ne diriger vers la conduite de chauffage des pieds 32 que le flux provenant de la veine d'air chaud 20, la veine d'air froid 18 étant totalement obturée par la région du rideau adjacente à l'ouverture 44". Un déplacement du rideau permet toutefois d'autoriser un passage croissant d'air froid, avec un passage décroissant d'air chaud, de manière à réduire la température de l'air délivré à la conduite 32. Enfin, la figure 6 illustre la position de dégivrage, c'està-dire celle dans laquelle c'est l'ouverture 44 qui se trouve dans la partie déroulée du rideau, face à la conduite 34, les ouvertures 44' et 44" étant dans la partie enroulée. Dans cette situation (qui correspond également à la vue en plan de la figure 1), le flux d'air incident est dirigé vers la conduite de dégivrage 34 et, dans la position particulière illustrée figure 6, c'est la totalité de l'air froid provenant de la veine d'entrée d'air froid 18 qui est dirigé vers la conduite 34, l'entrée d'air chaud 20 étant entièrement occultée. On peut toutefois, ici encore, déplacer le rideau de manière à doser dans des proportions variables les flux d'air provenant de l'entrée d'air froid 18 et de l'entrée d'air chaud 20, notamment lorsque le chauffage est opérationnel, c'est-à-dire lorsque le moteur a atteint sa température de fonctionnement ou bien lorsqu'il est prévu une résistance électrique d' appoint. Les avantages de simplicité de fonctionnement et de compacité d'ensemble du dispositif de l'invention ressortent clairement de la description ci-dessus. À cet égard, on a représenté en 70 sur la figure 4, en trait mixte, l'encombrement d'un appareil conventionnel, c'est-àdire comportant des commandes distinctes pour le réglage de la température et pour la distribution des flux d'air entre les différentes conduites. Ce gain de profondeur est particulièrement intéressant et ce, aussi bien pour les petites voitures, où l'encombrement des appareils est un facteur essentiel, que pour les voitures de gamme supérieure, qui sont pourvues de nombreux équipements supplémentaires nécessitant de la place pour leur installation. Diverses variantes de réalisation sont bien entendues envisageables. Ainsi, si les échangeurs sont parallèles à l'axe du véhicule au lieu d'être disposés transversalement à ce même axe, le rideau peut être directement commandé par l'axe du bouton du tableau de commande, sans qu'il soit besoin de prévoir de renvoi d'angle ou autre système mécanique analogue. On diminue ainsi encore le nombre de pièces nécessaires et donc le coût de réalisation, et l'on diminue les efforts de commande, ce qui rend très commode la manoeuvre du dispositif. Par ailleurs, bien que l'on ait décrit une variante dans laquelle l'enroulement/déroulement du rideau est commandé manuellement par la rotation d'un bouton, il est bien entendu possible, dans une version plus élaborée, de prévoir une commande électrique avec un moto-réducteur approprié. Enfin, il est possible de prévoir des modes supplémentaires en plus des trois modes décrits (aération, chauffage des pieds, dégivrage), simplement en allongeant le rideau ou en y créant des orifices supplémentaires tels que 72 (figure 2), par exemple pour réaliser des modes mixtes tels que "bilevel", cest-à-dire stratification des températures dans l'habitacle (air chaud pour les jambes, air frais pour le haut du corps) ou dégivrage + chauffage des pieds. On notera à cet égard que la forme des ouvertures n'est pas nécessairement rectangulaire ou circulaire, mais peut être quelconque, avec chevauchement ou non, etc, en fonction des contraintes particulières et de la géométrie des différentes chambres et conduites du dispositif. Revendications 1. Dispositif de chauffage-ventilation de l'habitacle d'un véhicule automobile, du type comportant - une veine d'entrée d'air froid (18), pour l'admission d'un flux d'air froid ou réfrigéré - une veine d'entrée d'air chaud (20), pour l'admission d'un flux d'air chaud - une pluralité de conduites de distribution d'air (30, 32, 34) débouchant en différents endroits de l'habitacle du véhicule - des moyens de contrôle de température par mélange en proportions réglables des flux d'air froid et d'air chaud et - des moyens distributeurs, pour répartir de manière réglable, entre les différentes conduites de distribution d'air, les flux d'air froid et chaud mélangés, dispositif caractérisé en ce que les moyens de contrôle de température et les moyens distributeurs comportent un organe de réglage commun du type obturateur à rideau interposé entre, d'une part, les veines d'entrée d'air froid et d'air chaud et, d'autre part, la pluralité de canaux de distribution, cet obturateur comportant un rideau souple (36), enroulé sur deux rouleaux mobiles (38, 40) espacés, comprenant des régions ouvertes (44, 44', 44") et des régions pleines (46) définies de manière à occulter sélectivement tout ou partie de certaines conduites de distribution et à simultanément doser les quantités respectives d'air froid et d'air chaud admises vers les conduites de distribution non occultées, en fonction de la position d'enroulement du rideau. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les régions ouvertes (44, 44', 44") et les régions pleines (46) du rideau (36) sont réparties suivant deux directions différentes (Y, Z) de la surface du rideau, notamment deux directions perpendiculaires, l'une de ces directions (Y) correspondant à la direction d'étagement relatif des diverses conduites de distribution et l'autre direction (Z) correspondant à la di rection d'étagement relatif des veines d'entrée d'air froid et d'air chaud. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la position d'enroulement du rideau est commandée par un organe de manoeuvre rotatif multitours (50), la relation entre la rotation de l'organe de manoeuvre et le déplacement linéaire du rideau étant telle qu'à chaque tour de l'organe de manoeuvre corresponde une transition des régions du rideau suivant la direction (Y) correspondant à la direction d'étagement relatif des diverses conduites de distribution, et les positions intermédiaires sur un même tour correspondant à des dosages variables des flux d'air froid et d'air chaud.