Brevet FR2827381A1 — publié le 20030117

Etat de la technique La présente invention concerne un dispositif pour déterminer une température, notamment une température d'un volume intérieur ou habitacle d'un véhicule, comportant au moins une installation d'exploitation recevant au moins un signal de température saisi par un capteur de température, le capteur de température étant entouré par un boîtier, l'installation d'exploitation déterminant la température effective en fonction du signal de température et de la température de surface du boîtier. Selon le document DE 37 22 000 C2 on connaît un dispositif pour mesurer la température d'un milieu notamment pour mesurer la température à l'intérieur d'un véhicule automobile. Pour cela, on place deux capteurs de température dans un support formé par un canal traversé par le milieu (fluide) ; le premier capteur de température est placé dans le canal et le second contre la paroi extérieure. Le canal est alimenté par exemple à l'aide d'une machine soufflante pour que le premier capteur de température mesure la température de la veine d'air qui le balaye. En même temps, le second capteur de température mesure la température de la paroi du boîtier du support à l'aide duquel on détermine ensuite la température réelle de l'air dans l'habitacle du véhicule. A l'aide des éléments de proportionnalité et de l'élément de sommation on détermine à partir de la température intérieure (TI) la température de surface (TO), la température intérieure effective (TT) selon l'équation suivante : Dans cette équation, K est un coefficient constant de découplage qui dépend entre autre de l'installation du capteur de température intérieure et de celle du capteur de température de surface, ainsi que du matériau et des caractéristiques de la paroi du boîtier auquel est associé le capteur de température de surface et du passage d'air, etc.... Pour le montage décrit il faut toutefois deux capteurs de température. La présente invention a pour but de simplifier ce dispositif. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé par un moyen de détermination de la température de surface qui fournit une mesure de la température de surface en utilisant le signal de température. Avantages de l'invention Le dispositif selon l'invention pour déterminer une température, notamment la température de l'habitacle d'un véhicule automobile, comporte au moins une installation d'exploitation recevant au moins un signal de température détecté par un capteur de température. Le capteur de température est entouré par un boîtier. L'installation d'exploitation détermine la température notamment la température de l'habitacle du véhicule en fonction du signal du capteur de température ainsi qu'en fonction de la température de surface du boîtier. Selon l'invention, la détermination de la température de surface, fournissant un moyen ou une mesure pour cette température, est fournie uniquement par traitement du signal du capteur de température. Le montage permet de supprimer le second capteur de température, par ailleurs nécessaire, coûteux, pour déterminer la température de surface. On simplifie ainsi les circuits nécessaires à la saisie de la température. De même, la seconde entrée de capteur par ailleurs nécessaire pour l'installation d'exploitation n'est plus nécessaire. De plus, on réduit le poids. Selon un développement avantageux, le moyen pour déterminer la température de surface comprend un élément de temporisation, par exemple du premier ordre (élément PTl). La température de la surface entourant le capteur de température intérieure ou température de l'habitacle est copiée de manière suffisamment précise de façon générale par un élément de temporisation du premier ordre recevant une mesure du signal de capteur de température. La réalisation de l'élément de temporisation du premier ordre peut également se faire par un algorithme de calcul correspondant. Les installations de commande ou de régulation de température existantes peuvent assurer en outre le calcul de la température (virtuelle) de surface. La puissance de calcul nécessaire à cet effet est toujours réalisable de manière économique. Selon un développement avantageux, le moyen de détermination de la température de surface utilise d'autres grandeurs du circuit de refroidissement ou de chauffage comme par exemple la température de l'eau de refroidissement, la répartition de l'air, la température extérieure, le rayonnement solaire incident, l'élévation de température de l'environnement du capteur de température par l'éclairage ou autre perte de puissance. Ces grandeurs sont en général disponibles telle quelles dans le système de bus équipant un véhicule automobile. La détermination de la température de surface peut tenir compte de ces grandeurs d'influence ou grandeurs perturbatrices par des algorithmes correspondants. Cela augmente la précision de la détermination de la température, notamment de la température de l'habitacle. Selon un développement intéressant, des moyens de soufflage sont prévus pour générer l'écoulement d'air enveloppant le capteur de température. A titre d'exemple on a une machine soufflante pour le capteur interne que l'on coupe périodiquement pour obtenir à partir de la courbe variable du signal du capteur de température influencé ainsi plus par l'environnement, pour tirer des conclusions concernant la température de la surface ou les paramètres d'environnement. Les états correspondants des moyens de soufflage sont pris en compte par le moyen déterminant la température de surface. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un schéma de principe du capteur de température et du moyen d'exploitation de signal correspondant, - la figure 2 décrit le système physique de la saisie de la température de l'habitacle et de l'installation d'exploitation correspondante. Description d'un mode de réalisation Selon la figure 1, l'exemple de réalisation concerne un capteur de température 11 qui détecte la température TF du capteur. Le capteur de température 11 est entouré par un boîtier de capteur 13 qui est à la température de surface TO. Le signal de sortie du capteur de température 11 est appliqué à une installation d'exploitation 10 qui en déduit une mesure de la température de l'habitacle TI, par exemple d'un véhicule automobile. Des influences étrangères, thermiques, agissent sur le boîtier 13 et influencent la valeur de mesure du capteur de température 11. Le boîtier 13 entourant le capteur de température 11 est traversé par l'air de l'habitacle. Comme grandeur de sortie du système physique 26 pour la saisie de la température de l'habitacle on dispose de la température de palpeur TF. Cette température est pondérée par un élément proportionnel 20 ; il s'agit d'un coefficient de température interne KI. La grandeur de sortie de l'élément de proportionnalité 20 est pondérée avec le coefficient de découplage KE par un élément de proportionnalité 18. La grandeur de sortie de l'élément de proportionnalité 20 est pondérée avec le coefficient de découplage KE par l'élément de proportionnalité 18. La grandeur de sortie de l'élément de proportionnalité 20 sert en outre de grandeur d'entrée à un élément de temporisation du premier ordre (élément PT1) 16. L'élément PT1 16 forme le moyen de détermination de la température de surface 12. Le signal de sortie de l'élément PT1 16 est appliqué avec un signe algébrique négatif à un premier point de sommation 22 qui reçoit également le signal de sortie du coefficient de proportionnalité 18. La différence obtenue au niveau du premier point de sommation 22 est pondérée par un autre coefficient de proportionnalité 21 (1/ (KE-1)). Il en résulte une grandeur correspondant à la température de l'habitacle TI. L'habitacle 28 du véhicule est à une température d'habitacle TI effective. Pour copier le système physique 26 de la saisie de la température de l'habitacle, le modèle suivant s'est imposé. La température TI de l'habitacle est appliquée à la fois à un second élément de temporisation du premier ordre 30 (élément PT1) et à un second point de sommation 32 (avec un signe algébrique négatif) ainsi qu'à un troisième point de sommation 34. La grandeur de sortie du second élément PT1 30 est appliquée avec un signe algébrique positif au second point de sommation 32. La différence résultante du second point de sommation 32 est pondérée avec la valeur inverse du coefficient de découplage KE pour être appliquée au troisième point de sommation 34. Comme grandeur de sortie de ce troisième point de sommation 34 on a la température de capteur TF. Ce système physique 26 donne une indication des relations entre la température de capteur TF et la température de surface TO. Selon l'invention, il est prévu que le moyen de détermination de la température de surface 12 fournisse, sans palpeur de température supplémentaire, uniquement en utilisant le signal de sortie TF du capteur de température 11, une mesure de la température de surface TO (c'est-à-dire de la température virtuelle de surface TOVIRT). On a constaté que la température de surface TO dépendait de la température de capteur TF approximativement avec un comportement PT1. La constante de temps Tl qui décrit l'élément 16 PT1 peut se déterminer de manière expérimentale ; elle dépend essentiellement de la géométrie du montage du capteur de température 11 par rapport au boîtier 13. Le coefficient de température d'habitacle KI tient compte de la caractéristique du capteur de température 11, c'est-à-dire que le coefficient KI représente la normalisation de la température dans l'installation d'exploitation. Le coefficient de découplage KE se détermine par exemple de manière empirique à partir d'une réponse avec saut du système. La température de surface (virtuelle) TO fournie par le moyen de détermination de température de surface 12 peut se combiner de manière concordante comme cela a déjà été décrit dans le document DE 37 22 000 C2 avec la température de palpeur TF. La température intérieure TI (température de l'habitacle) résulte de l'équation suivante : Le moyen de détermination de la température de surface 12 peut être un moyen de traitement numérique de signal. Pour cela on prévoit une mémoire qui enregistre au moins une valeur précédente de la température de palpeur TO (i-1) et est prise en compte pour la détermination de la température virtuelle de surface TO (i), par exemple selon l'équation : TOVIRT = TOVIRT anc + (TF nouv-TF anc) * (1/TB) ou : TO (l) = TO (i-1) + (TF (i) - TO (i - 1) * (1/TB), dans laquelle TB représente la constante de temps de la surface. La température de l'habitacle TI est utilisée pour réguler la température intérieure de l'habitacle d'un véhicule automobile. Le capteur de température 11 est par exemple installé au niveau des pieds, au niveau du tableau de bord ou de la partie supérieure de l'habitacle et au niveau d'une paroi dans un tube traversé par l'air de l'habitacle ou au niveau d'une autre surface de montage. Le capteur de température 11 est ainsi complètement entouré par l'air ; il se trouve à une certaine distance de la paroi du tube ou du boîtier 13. Pour protéger le capteur de température 11, il est par exemple prévu un dispositif de recouvrement à orifices ou à grille. Dans ce montage, la température de capteur TF mesurée par le capteur de température 11 ne dépend pas seulement de l'air qui l'entoure mais également de la paroi associée au capteur de température 11 et du dispositif de recouvrement qui l'entoure. C'est ainsi que par exemple l'air de l'habitacle du véhicule se réchauffe beaucoup plus rapidement que les surfaces 13 entourant le capteur de température 11. Il en résulte une chute de température entre la température de l'air, qui est élevée, et la température plus basse du dispositif de recouvrement ou du boîtier 13. La température de capteur TF mesurée par le capteur de température 11 ne correspond ainsi plus à la température effective TI de l'habitacle mais à une température mixte, faussée par la température de la surface TO qui l'entoure. Cette dépendance réciproque est prise en compte par l'installation d'exploitation 10. Selon une variante de réalisation, on fournit d'autres coefficients d'influence déterminés à l'installation d'exploitation 10 par l'intermédiaire du système de bus du véhicule. Il s'agit par exemple de la température de l'eau de refroidissement, de la répartition de l'air, du rayonnement solaire incident, de la température extérieure, de l'échauffement de l'environnement du capteur de température par l'éclairage et autres puissances perdues. Ces grandeurs d'influence peuvent se mesurer d'abord simplement de manière empirique et sont copiées par des fonctions simples, des champs de caractéristiques ou des algorithmes dans l'installation d'exploitation 10 pour déterminer la température (virtuelle) de la surface. Les grandeurs perturbatrices Z qui agissent sur l'environnement du capteur intérieur et qui sont connues peuvent être éliminées du capteur virtuel du moyen de détermination de la température de surface 12. Selon une autre variante de réalisation, il est prévu une machine soufflante ou ventilateur d'air intérieur qui influence le balayage du capteur de température 11 par l'air. Pour déterminer la température de surface TO on coupe périodiquement le ventilateur du capteur intérieur. A partir de la variation de courbe qui en résulte du signal de capteur TF plus influencé alors par l'environnement on peut tirer des conclusions concernant la température de surface TO ou la température ambiante du capteur de température 11. En modifiant la quantité d'air on modifie le coefficient de découplage KE. A partir de deux mesures avec des coefficients KE différents mais pour une même température d'habitacle TI on peut calculer la température de surface TO car on connaît le coefficient KE avec circulation d'air et le coefficient KE sans circulation d'air. Le dispositif tel que décrit convient notamment pour déterminer la température de l'habitacle d'un véhicule automobile. Mais le dispositif n'est pas limité à une telle application. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif pour déterminer une température, notamment une température d'un volume intérieur ou habitacle d'un véhicule, comportant au moins une installation d'exploitation (10) recevant au moins un signal de température (TF) saisi par un capteur de température (11), le capteur de température (11) étant entouré par un boîtier (13), l'installation d'exploitation (10) déterminant la température effective (TI) en fonction du signal de température (TF) et de la température de surface (TO) du boîtier (13), caractérisé par un moyen de détermination de la température de surface (12) qui fournit une mesure de la température de surface (TO) en utilisant le signal de température (TF). 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de détermination de la température de surface (12) comprend un élément de temporisation du premier et/ou du second ordre (élément PT1) (12). 3 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de détermination de la température de surface (12) utilise au moins une valeur ancienne du capteur de température (11). 4 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de détermination de la température de surface (12) comprend au moins une mémoire dans laquelle est enregistrée au moins une valeur ancienne du capteur de température (11). 5 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de détermination de la température de surface (12) est relié à des capteurs et des moyens fournissant d'autres grandeurs telles que la température de l'eau de refroidissement, la répartition de l'air, le rayonnement solaire incident, la température extérieure, l'échauffement de l'environnement du capteur de température par l'éclairage ou autre puissance perdue. 6 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte une soufflante pour générer un écoulement entourant le capteur de température (11). 7 ) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' il comprend un moyen pour activer ou désactiver de manière déterminée la soufflante pour déterminer la température de surface.