Brevet FR2796460A1 — publié le 20010119

DISPOSITIF POUR LA MESURE DE TEMPERATURE A L'INTERIEUR D'UN HABITACLE DE VEHICULE AUTOMOBILE ET TABLEAU DE COMMANDE LE COMPORTANT La présente invention est relative à un dispositif pour une mesure d'au moins une température à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule automobile. Elle concerne également un tableau de commande de système ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile comportant un tel dispositif de mesure. Classiquement, on utilise pour mesurer la température dans un habitacle de véhicule automobile des capteurs à thermistances CTN, c'est à dire à coefficient de température négatif. Cette technique pose plusieurs inconvénients. En particulier, elle nécessite la présence d'un aspirateur d'air, qui est encombrant et dont l'implantation est complexe. En outre, la température mesurée est influencée par l'échauffement interne du tableau de commande ; l'écart entre la température mesurée et la température réelle peut atteindre 2C. Il a récemment été proposé d'utiliser comme capteur de température pour mesurer une température à l'intérieur d'un habitacle de véhicule automobile des capteurs de radiation thermique, et notamment des capteurs infrarouge, qui permettent une détection optique et ne nécessitent pas d'aspiration d'air. De tels capteurs présentent de nombreux avantages. Ils sont plus précis et permettent une plus grande fiabilité que les dispositifs antérieurs qui, du fait de l'aspiration d'air, comportaient des pièces mécaniques en mouvement. Ils permettent d'effectuer à distance des mesures de la température de zones particulières à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Ils sont d'un coût avantageux. Les capteurs infrarouge peuvent néanmoins connaître des dérives, qui peuvent être dues à différentes causes : dépôts de poussières, dérive en température des circuits d'amplification, etc. Un but de l'invention est de pallier ces inconvénients. A cet effet, elle propose un dispositif pour la mesure d'au moins une température à l'intérieur d'un habitacle de véhicule automobile comportant un capteur de radiation thermique apte à permettre la détermination d'une température d'une zone à l'intérieur de l'habitacle dont il reçoit une radiation thermique, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un second capteur pour mesurer la température de l'environnement immédiat du capteur de radiation thermique et des moyens de traitement qui mettent en #uvre une compensation de la mesure de température effectuée au moyen du capteur de radiation thermique par la mesure de température effectuée par le second capteur. L'invention est avantageusement complétée par les différentes caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles: - le capteur de radiation thermique est un capteur différentiel qui permet de déterminer la différence entre la température d'une zone à l'intérieur de l'habitacle dont il reçoit une radiation thermique et la température de son environnement immédiat grâce au second capteur et les moyens de traitement déterminent la température de ladite zone à l'intérieur de l'habitacle par sommation de la mesure effectuée par ledit capteur de radiation thermique et de la mesure effectuée par le second capteur ; - les moyens de traitement sont reliés à au moins un autre capteur d'un système de ventilation et/ou climatisation du véhicule et comportent des moyens pour compenser la mesure de température effectuée au moyen du capteur de radiation thermique en fonction d'informations délivrées par ce ou ces capteurs ; - les moyens de traitement comportent des moyens pour re-calibrer le capteur de radiation en fonction de telles informations ; - ladite compensation de la mesure de température effectuée au moyen du capteur de radiation thermique est fonction d'une mesure d'une température Text de l'air extérieur et/ou d'une mesure d'une température T air soufflé d'un air soufflé dans le véhicule par un système de ventilation et/ou climatisation du véhicule , - les moyens de traitement comportent des moyens pour déclencher la compensation ou re-calibration lorsque le véhicule est resté à l'arrêt pendant une certaine durée ; - ladite durée est sensiblement de l'ordre de deux heures - les moyens de traitement comportent des moyens pour déterminer, lorsqu'une compensation ou re-calibration est déclenchée où Kl et K2 sont des coefficients prédéterminés et pour compenser ou re-calibrer le capteur de radiation thermique en fonction de la température ainsi déterminée ; - ils comportent des moyens pour mémoriser différentes informations déterminées ou mesurées lors d'une compensation ou re-calibration et pour compenser ou re-calibrer le capteur de radiation thermique en fonction d'informations ainsi mémorisées lors des compensations ou re-calibrations précédentes. L'invention concerne également un tableau de commande de système de ventilation et/ou climatisation d'habitacle de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mesure du type précité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrativre et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique en coupe d'un tableau de bord d'un véhicule automobile qui intègre un dispositif de mesure conforme à un mode de réalisation possible de l'invention , - la figure 2 est une représentation synoptique illustrant les différentes fonctions gérées par le microprocesseur intégré au tableau de bord de la figure 1 ; - la figure 3 est une représentation synoptique illustrant des traitements mis en #uvre par ledit microprocesseur ; - la figure 4 est un graphe sur lequel on a porté l'évolution dans le temps de la température de l'air soufflé à l'intérieur du véhicule, de la température extérieure du véhicule et de la température à l'intérieur de l'habitacle du véhicule, jusqu'à un instant où ces températures sont à l'équilibre thermique et où le microprocesseur étalonne le capteur du dispositif de mesure ; - la figure 5 illustre schématiquement une mesure de température réalisée en deux zones de la partie avant de l'habitacle. Sur la figure 1, on a représenté un tableau de commande de véhicule automobile qui comporte une façade avant 1 sur laquelle sont intégrées des touches de commande de climatisation 2, un écran 3 d'affichage à cristaux liquides, ainsi qu'un capteur 4 de radiation thermique. Les touches de commande 2, l'écran d'affichage 3 et le capteur 4 sont électriquement reliés à une même carte 5 à circuit imprimé qui s'étend dans le tableau de bord, derrière les différents éléments 2 à 4 précités, en étant sensiblement parallèle au plan général selon lequel la façade avant 1 s'étend. Le capteur 4 est une thermopile différentielle située sur la façade avant 1 à la place qui est habituellement celle de l'aspirateur d'air. Cette thermopile est par exemple - comme c'est le cas pour la thermopile qui est commercialisée par la société EG & G sous la dénomination TPS424 et dont la sensibilité est de 75 VAN - constituée de plusieurs thermocouples (environ 10) en série. Elle capte la radiation thermique - en l'occurrence infrarouge - de l'habitacle automobile au travers d'un filtre Silicium ayant une bande de transmission à 14pm environ. Le cône de vision du capteur que constitue cette thermopile est adapté à l'emplacement du tableau de commande par rapport à l'habitacle. L'angle nominal et son ouverture peuvent être spécifiques pour chaque véhicule. La carte 5 est reliée à une carte de gestion 6 qui intègre un microprocesseur 7 qui gère la climatisation et la ventilation du véhicule, ainsi que d'autres éléments, comme notamment des moyens 9 pour la connexion de ladite carte 6 aux moyens de climatisation du véhicule. Ladite carte 5 comporte en outre une thermistance CTN 8 qui permet de mesurer la température du tableau de bord. Ainsi que l'illustre la figure 2, le microprocesseur 7 reçoit en entrée les mesures de température réalisées par le capteur 4 et la thermistance 8, ainsi que des mesures de température d'air extérieur ou d'air soufflé transmises par des thermistances 10, 11 du système de ventilation et climatisation. Il reçoit également, par exemple d'un calculateur central de gestion du véhicule, une information sur la vitesse du véhicule, ainsi qu'une ou plusieurs températures de consigne sur lesquels le microprocesseur 7 doit maintenir une ou plusieurs zones à l'intérieur de l'habitacle. A partir de ces différentes informations, le microprocesseur 7 commande le débit, le mixage et la distribution d'air, ainsi que le compresseur du système de climatisation. Il commande également l'affichage par l'écran 3, de la température extérieure, ainsi que de la ou des températures de consigne. En particulier, comme l'illustre la figure 3, le microprocesseur 7 détermine une température Tir à l'intérieur de l'habitacle en sommant la température mesurée par la thermistance 8 et la température différentielle mesurée par le capteur 4. On notera que cette décomposition de la mesure de température en une mesure différentielle et une mesure de température de référence permet de compenser la dérive de température que peut connaître la thermopile. La mesure réalisée par la thermistance 8 est en outre utilisée par le microprocesseur 7 pour modifier la tension de commande de l'écran d'affichage à cristaux liquides 3 en fonction de la température ambiante (cas notamment d'un affichage LCD à matrice à points). Egalement, le microprocesseur 7 met en oeuvre une compensation d'autres dérives que peut connaître la thermopile en utilisant les différentes informations qu'il reçoit des capteurs 10 et 11. Par exemple, cette compensation consiste en un étalonnage du capteur 4 lorsque le système thermique que constitue le véhicule est à l'équilibre après un certain temps d'arrêt (de l'ordre de 2 heures). La température Tir à l'intérieur de l'habitacle, la température Tair soufflé mesurée par le capteur 10 et la température T ee mesurée par le capteur 11 convergent alors, ainsi que l'illustre la figure 4. A cet instant d'équilibre thermique, le microprocesseur 7 refait l'étalonnage du capteur 4 en corrigeant le décalage "d'offset" et le gain de l'amplification dudit capteur 4 de façon que la température Tir mesurée corresponde à T ir nouveau -= Kl *T ext + K,2*T air soufflé, où Kl et K2 sont des coefficients qui sont déterminés, soit par des essais thermiques, soit par des simulations en tenant compte de l'emplacement des capteurs, ou encore en corrigeant le décalage d'offset et le gain en comparant Tir-nouveau à la température Tir mesurée et aux températures Tir etTir nouveau mesurées et déterminées dans le passé au cours d'arrêts précédents du véhicule. Les températures mesurées et déterminées au cours de l'arrêt sont enregistrées dans une mémoire non volatile ; elles serviront aux prochains étalonnages. Par ailleurs, l'orientation du capteur 4 est réglable. Par exemple, le capteur 4 est apte à être réglé pour pointer sur la tête du conducteur. Dans une variante de réalisation préférée, la thermopile que constitue le capteur 4 se décompose, en deux éléments de détection infrarouge orientés selon deux cônes d'observation différents et captant chacun la température radiante respectivement de l'un et de l'autre des deux occupants à l'avant du véhicule. C'est ce qu'illustre la figure 5. D'autres variantes de réalisation que celles qui viennent d'être décrites sont envisageables. En particulier, dans le cas d'un tableau de commande sans écran d'affichage, la thermistance 8 peut être avantageusement intégrée dans le boîtier de la thermopile. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la mesure d'au moins une température à l'intérieur d'un habitacle de véhicule automobile comportant un capteur de radiation thermique apte à permettre la détermination d'une température d'une zone à l'intérieur de l'habitacle dont il reçoit une radiation thermique, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un second capteur pour mesurer la température de l'environnement immédiat du capteur de radiation thermique et des moyens de traitement qui mettent en #uvre une compensation de la mesure de température effectuée au moyen du capteur de radiation thermique par la mesure de température effectuée par le second capteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de radiation thermique est un capteur différentiel qui permet de déterminer la différence entre la température d'une zone à l'intérieur de l'habitacle dont il reçoit une radiation thermique et la température de son environnement immédiat grâce au second capteur et en ce que les moyens de traitement déterminent la température de ladite zone à l'intérieur de l'habitacle par sommation de la mesure effectuée par ledit capteur de radiation thermique et de la mesure effectuée par le second capteur. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de traitement sont reliés à au moins un autre capteur d'un système de ventilation et/ou climatisation du véhicule et comportent des moyens pour compenser la mesure de température effectuée au moyen du capteur de radiation thermique en fonction d'informations délivrées par ce ou ces capteurs. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent des moyens pour re-calibrer le capteur de radiation en fonction de telles informations. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite compensation de la mesure de température effectuée au moyen du capteur de radiation thermique est fonction d'une mesure d'une température Text de l'air extérieur et/ou d'une mesure d'une température T ai,-,,,fflé d'un air soufflé dans le véhicule par un système de ventilation et/ou climatisation du véhicule. 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent des moyens pour déclencher la compensation ou re-calibration lorsque le véhicule est resté à l'arrêt pendant une certaine durée. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite durée est sensiblement de l'ordre de deux heures. 8. Dispositif selon la revendication 5 prise en combinaison avec l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent des moyens pour déterminer, lorsqu'une compensation ou re-calibration est déclenchée où KI et K2 sont des coefficients prédéterminés et pour compenser ou re-calibrer le capteur de radiation thermique en fonction de la température ainsi déterminée. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'ils comportent des moyens pour mémoriser différentes informations déterminées ou mesurées lors d'une compensation ou re-calibration et pour compenser ou re-calibrer le capteur de radiation thermique en fonction d'informations ainsi mémorisées lors des compensations ou re-calibrations précédentes. 10. Tableau de commande de système de ventilation et/ou climatisation d'habitacle de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mesure selon l'une des revendications précédentes.