Brevet FR2836420A1 — publié le 20030829

Installation de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile. La présente invention se rapporte à la climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, et plus particulièrement à une installation permettant une commande de climatisation différenciée de l'habitacle par zones distinctes, avec commande de la climatisation d'une zone principale et commande spécifique de la climatisation d'au moins une zone secondaire Une installation de climatisation automatique de l'habitacle d'un véhicule automobile comprend un bloc de climatisation avec un ensemble de traitement d'air (chauffage/refroidissement), un groupe moto-ventilateur et un ensemble de conduits équipés de volets pour distribuer l'air vers plusieurs sorties (par exemple sorties principales de dégivrage, aération, pieds) à l'avant de l'habitacle et des sorties secondaires (aération) à l'arrière, le réglage de la climatisation s'effectuant par le conducteur sur un tableau de commande qui agit sur le calculateur de régulation de la climatisation et qui permet également, par exemple l'ajustement manuel du dégivrage forcé, du moto-ventilateur, etc., par le conducteur si la régulation automatique ne lui convient pas. A l'heure actuelle, une telle installation comprend un bloc de climatisation unique desservant à la fois les sorties principales et les sorties secondaires, auquel cas il n'est pas possible d'obtenir une prestation particulière dans la zone secondaire, la distribution de l'air dans la zone secondaire n'étant pas indépendante de la distribution de l'air dans la zone principale. Pour obtenir une telle prestation particulière dans la zone secondaire, il est donc actuellement nécessaire, soit d'utiliser, en plus d'un bloc de climatisation principal pour les sorties principales, un bloc de climatisation secondaire pour les sorties secondaires, soit pour le moins un ventilateur spécifique pour l'aération de la zone secondaire. La présente invention vise une installation compacte et économique de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, permettant des prestations spécifiques dans différentes zones du véhicule, par exemple dans une zone principale qui peut être la zone occupée par le conducteur du véhicule et dans au moins une zone secondaire occupée par des passagers, en particulier un débit d'air spécifique par zones. L'invention vise en particulier une installation de climatisation permettant des prestations spécifiques par commande indépendante dans plusieurs zones de l'habitacle d'un véhicule automobile, par exemple des prestations spécifiques pour la zone avant et la zone arrière de l'habitacle d'un véhicule du type monospace, ou des prestations spécifiques dans une zone principale constituée par exemple par une première zone latérale correspondant au côté conducteur et au moins une deuxième zone secondaire constituée par exemple par une deuxième zone latérale correspondant au côté passagers d'un véhicule. L'installation selon l'invention de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile comprend un bloc de climatisation avec un ensemble de traitement d'air (chauffage/refroidissement) et un groupe moto-ventilateur, un ensemble de conduits équipés de volets pour distribuer l'air vers plusieurs sorties, un tableau de commande pour régler la température et le débit d'air par lesdites sorties, et un calculateur de régulation recevant les informations du tableau de commande et de capteurs pour piloter le groupe moto-ventilateur et les volets. Pour permettre une commande différenciée de la climatisation dans au moins deux zones de l'habitacle, comprenant une première zone principale et au moins une deuxième zone secondaire, l'installation comprend un bloc de climatisation unique avec un ensemble de traitement d'air unique et un groupe moto-ventilateur unique, un calculateur de régulation unique, ainsi qu'un premier tableau de commande principal pour régler la température et le débit d'air par les sorties débouchant dans lesdites zones, et un deuxième tableau de commande secondaire pour régler de façon spécifique au moins le débit d'air par les sorties débouchant dans ladite deuxième zone secondaire, le calculateur de régulation unique recevant les informations du premier et du deuxième tableaux de commande pour piloter la vitesse du groupe moto-ventilateur et tous les volets. Ainsi, tout en utilisant un unique bloc de climatisation classique, sans ajouter de ventilateur supplémentaire, il est possible d'obtenir des prestations différentes dans la zone principale et dans la zone secondaire, sans que la prestation spécifique dans la zone secondaire ne perturbe la prestation dans la zone principale. Suivant un mode de réalisation préféré, le bloc de climatisation unique peut comprendre des moyens pour commander séparément la température de l'air distribué dans ladite première zone principale et dans ladite deuxième zone secondaire, et le tableau de commande secondaire peut être conçu de manière à permettre de régler également la température de l'air dans la zone secondaire. Selon les cas, le tableau de commande principal et le tableau de commande secondaire permettent un réglage différencié entre une première zone avant principale et une deuxième zone secondaire arrière de l'habitacle, et/ou entre une première zone latérale principale (correspondant par exemple au côté conducteur) et au moins une deuxième zone latérale secondaire (correspondant par exemple au côté passager). En se référant aux dessins schématiques annexés, on va décrire ci-après plus en détail plusieurs exemples de réalisation illustratifs et non limitatifs d'une installation de climatisation d'habitacle conforme à l'invention ; sur les dessins : - la figure 1 illustre un exemple d'une installation de climatisation conforme à l'invention avec commande spécifique par deux zones avant/arrière ; - la figure 2 représente un autre exemple d'une installation conforme à l'invention avec commande spécifique par deux zones avant/arrière ; et - la figure 3 représente un troisième exemple de réalisation d'une installation conforme à l'invention avec commande spécifique par deux zones gauche/droite. L'installation de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, telle qu'illustrée par un exemple de réalisation sur la figure 1, comprend un bloc de climatisation 1 avec un groupe moto- ventilateur 2 et un ensemble de traitement d'air comprenant un évaporateur 3 pour le refroidissement de l'air et un aérotherme 4 pour le chauffage de l'air, un volet 5 permettant de commander le débit d'air à travers l'aérotherme 4. L'air ayant traversé le bloc 1 peut être distribué aux différentes sorties d'air dans l'habitacle par un ensemble de conduits comprenant ici trois conduits 6,7 et 8 commandés par des volets 9,10, 11, respectivement. Le conduit 6 mène vers les sorties aux pieds avant et arrière de l'habitacle. Le conduit 7 se divise en deux conduits 12 et 13, menant respectivement vers les sorties de dégivrage et vers les sorties d'aération avant, la distribution de l'air dans les deux conduits 12 et 13 étant commandée par un volet 14. Le conduit 8 mène vers les sorties d'aération arrière. Pour la commande des volets 5,9, 10, 11 et 14, l'installation de climatisation comprend un tableau de commande principal 21, tandis que pour la commande spécifique du volet 11 du conduit 8 menant vers les aérateurs arrière, l'installation comprend un tableau de commande secondaire 22, les deux tableaux 21 et 22 étant reliés au calculateur de régulation 23 qui pilote la vitesse du groupe moto- ventilateur 2 et l'ensemble des volets de distribution. Le tableau de commande secondaire 22 permet aux passagers 1 arrière de régler le niveau de débit sur les sorties d'aération arrière alimentées par le conduit 8, donc de régler ici un niveau de débit spécifique, sans perturber le débit au niveau des autres sorties (sortie pieds avant et arrière, sortie dégivrage, sorties aération avant). Ainsi, en cas de demande d'une augmentation de débit sur les sorties d'aération arrière, par intervention sur le tableau de commande secondaire 22, le calculateur 23 commande une fermeture des volets 9, 10 (réduction de la section d'arrivée d'air vers l'avant) et l'ouverture du volet 11 (augmentation de la section d'arrivée d'air vers l'arrière), ainsi qu'une augmentation de la vitesse du groupe moto-ventilateur 2 pour compenser sur les sorties avant la perte de débit ainsi provoquée par la fermeture des volets 9 et 10. Les valeurs de position des différents volets, couplées aux différentes vitesses du groupe moto-ventilateur, sont mémorisées sous forme de tables dans le calculateur 23. Le tableau de commande secondaire 22 permet de régler le niveau de débit sur les sorties d'aération arrière d'un niveau zéro à un niveau maximum de l'installation, mais toutefois avec priorité donnée à la zone principale (zone avant), par exemple pour ne pas perturber le dégivrage si le débit maximum de l'installation est nécessaire au débit dégivrage, la prestation spécifique arrière n'étant alors pas satisfaite. Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 2, on retrouve la même disposition générale que dans l'exemple de la figure 1, à ces différences près que le conduit 7 est dépourvu de volet de commande 10 et que deux volets 15 et 16 associés aux deux conduits 12 et 13, respectivement, sont prévus, à la place du volet de distribution 14 unique, pour commander séparément la distribution vers les deux conduits 12,13, donnant le premier vers les sorties de dégivrage et le second vers les aérateurs avant. Par conséquent, l'installation selon la figure 2 est également destinée à la climatisation d'un habitacle comprenant une zone principale constituée par la zone avant et une zone secondaire constituée par la zone arrière de l'habitacle, avec possibilité pour les occupants arrière de bénéficier d'une prestation spécifique (débit spécifique) au niveau des aérateurs arrière. Dans l'exemple selon la figure 3, on retrouve un bloc de climatisation 101, commun, comprenant un groupe moto-ventilateur 102, un évaporateur 103 et un aérotherme 104. A partir de l'aérotherme 104, le bloc 101 est divisé intérieurement en deux parties 105a, 105b, deux volets 106a, 106b indépendants l'un de l'autre étant prévus au niveau de l'aérotherme 104 pour commander le rapport des débits d'air passant dans l'aérotherme 104 et contournant l'aérotherme 104 pour parvenir dans chaque partie 105a, 105b, donc pour régler séparément la température de l'air parvenant dans chaque partie 105a, 105b. La partie 105a, destinée à la distribution de l'air vers une zone principale constituée par exemple par une zone latérale de l'habitacle, en l'occurrence la zone de gauche pour un véhicule à conduite à gauche, alimente trois conduits, à savoir un conduit 108a commandé par un volet 109a et menant vers les sorties pieds gauches, un conduit 110a commandé par un volet 11 la et menant vers les aérateurs gauches, et un conduit 112a commandé par un volet 113a et menant vers les sorties dégivrage gauches. De façon correspondante, l'autre partie 105b qui, dans cet exemple, reçoit l'air destiné à être distribué dans la zone de droite de l'habitacle, alimente un conduit 108b commandé par un volet 109b et débouchant sur les sorties pieds droites, un conduit 110b commandé par un volet lllb et débouchant sur les aérateurs droits, et un conduit 112b commandé par un volet 113b et débouchant sur les sorties dégivrage droites. Il est possible à ce sujet de coupler les volets des paires de volets 109a, 109b ; llla, lllb ; 113a, 113b et de prévoir un moteur unique pour chaque couple de volets Deux volets 107a et 107b indépendants l'un de l'autre, disposés dans les deux parties 105a, 105b, en amont des volets 109a, llla, 113a et 109b, lllb, 113b, respectivement, permettent une commande générale de la distribution de l'air vers la zone gauche et la zone droite. Un tableau de commande principal 121 permet de commander la climatisation principale générale dans les deux zones, en passant par le calculateur de régulation 123, et un tableau de commande secondaire 122 permet d'intervenir spécifiquement sur la distribution d'air dans la moitié de droite de l'habitacle, en passant également par le calculateur 123. Il convient de remarquer que dans ce mode de réalisation, dans lequel l'aérotherme 104 est équipé de deux volets 106a, 106b permettant d'intervenir séparément sur le débit de l'air traversant ou contournant l'aérotherme 104 avant de parvenir dans chacune des deux parties et donc sur la température de l'air distribué dans chacune des deux parties 105a, 105b, le tableau de commande secondaire 122 permet d'agir spécifiquement non seulement sur le débit d'air, mais également sur la température de l'air distribué dans la zone de droite de l'habitacle. Bien entendu, dans le cadre de l'invention, il serait possible de prévoir une climatisation d'un habitacle avec des prestations spécifiques dans plus d'une zone secondaire, et également de subdiviser de manière différente l'habitacle, du point de vue commande de climatisation, en une zone principale et en une zone secondaire ou en plusieurs zones secondaires. Il serait également possible, avec la division de l'habitacle en une zone de gauche et une zone de droite, de gérer par exemple le débit et/ou la température à gauche ou à droite en fonction de l'ensoleillement sur le côté gauche ou droit du véhicule. L'expression spécifique utilisée dans la description cidessus pour définir les réglages et les prestations pour différentes zones de l'habitacle doit être comprise comme désignant des réglages indépendants et des prestations différentiées. Par ailleurs, le bloc de climatisation 1 ou 101 défini comme étant unique ou commun peut très bien être divisé par exemple selon la taille du véhicule en plusieurs parties séparées dans l'espace, par exemple en une partie comprenant le groupe moto-ventilateur, l'ensemble de traitement d'air (évaporateur, aérotherme) et les volets des conduits arrière et située par exemple sous le plancher du véhicule, en position centrale, et en une partie comprenant les volets des conduits avant et située sous la planche de bord. Pour ce qui est du calculateur de régulation qui constitue plutôt un ensemble électronique de régulation de la climatisation, il est unique, ce qui n'exclut pas par exemple que le tableau de commande arrière puisse comporter un microprocesseur. D'une manière générale, dans le cadre de l'invention, pour augmenter (ou diminuer) le débit d'air d'une zone, on augmente (ou diminue) le vitesse du groupe moto-ventilateur, augmente (ou diminue) la perte de charge des conduits de ladite zone en faisant varier la position des volets équipant lesdits conduits, et diminue (ou augmente) la perte de charge des conduits de l'autre zone en faisant varier la position des volets équipant lesdits conduits. De préférence, la gestion de l'installation par le calculateur de régulation peut se faire par exemple de manière que le calculateur détermine : - pour une première valeur de débit dans les zones principale et secondaire, une première position des volets des zones principale et secondaire et une première vitesse du groupe moto-ventilateur ; - pour une variation de la valeur de débit commandée sur le tableau de commande secondaire, une deuxième vitesse du groupe moto-ventilateur, une deuxième position des volets de la zone principale pour conserver la première valeur de débit, et une deuxième position des volets de la zone secondaire pour obtenir une deuxième valeur de débit dans la zone secondaire ; - pour une augmentation du débit de la zone principale, par exemple lors de la détection d'une température plus importante dans la zone principale sans que la température dans la zone secondaire ne varie, ou parce que le conducteur force le dégivrage ou l'aération de la zone principale, le débit dans la zone secondaire est conservé. REVENDICATIONS 1-Installation de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, du type comprenant un bloc de climatisation avec un dispositif de traitement d'air (chauffage/refroidissement) et un groupe moto-ventilateur, un ensemble de conduits équipés de volets pour distribuer l'air vers plusieurs sorties, un tableau de commande pour régler la température et le débit d'air par lesdites sorties, et un calculateur de régulation recevant des informations du tableau de commande et de capteurs pour piloter le groupe moto-ventilateur et lesdits volets, caractérisée par le fait que pour permettre une commande différenciée de la climatisation dans au moins deux zones de l'habitacle comprenant une première zone principale et au moins une deuxième zone secondaire, l'installation comprend un bloc de climatisation unique (1 ; 101) avec un ensemble de traitement d'air unique (3,4 ; 103,104) et un groupe moto-ventilateur unique (2 ; 102), un calculateur de régulation unique (23 ; 123), ainsi qu'un premier tableau de commande principal (21 ; 121) pour régler la température et le débit de l'air par les sorties débouchant dans lesdites zones, et un deuxième tableau de commande secondaire (22 ; 122) pour régler de façon spécifique au moins le débit d'air par les sorties débouchant dans ladite deuxième zone secondaire, le calculateur de régulation unique recevant les informations du premier et du deuxième tableaux de commande pour piloter la vitesse du groupe moto-ventilateur et tous les volets. 2-Installation suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que pour augmenter (ou diminuer) le débit d'air dans une zone, le calculateur de régulation augmente (ou diminue) le vitesse du groupe moto-ventilateur, augmente (ou diminue) la perte de charge des conduits de ladite zone en faisant varier la position des volets équipant lesdits conduits, et diminue (ou augmente) la perte de charge des conduits de l'autre zone en faisant varier la position des volets équipant lesdits conduits. 3-Installation suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que le calculateur de régulation détermine : pour une première valeur de débit dans les zones principale et secondaire, une première position des volets des zones principale et secondaire et une première vitesse du groupe moto-ventilateur ; pour une variation de la valeur de débit commandée sur le tableau de commande secondaire, une deuxième vitesse du groupe moto-ventilateur, une deuxième position des volets de la zone principale pour conserver la première valeur de débit, et une deuxième position des volets de la zone secondaire pour obtenir une deuxième valeur de débit dans la zone secondaire ; - pour une augmentation du débit de la zone principale, le débit dans la zone secondaire est conservé. 4-Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le bloc de climatisation (101) comprend des moyens (106a, 106b) pour commander séparément la température de l'air distribué dans ladite première zone principale et ladite deuxième zone secondaire et que le tableau de commande secondaire est conçu pour permettre également de régler de façon spécifique la température de l'air dans ladite zone secondaire. 5-Installation suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que le bloc de climatisation (101) est divisé intérieurement en deux parties (105a, 105b) séparées, à partir de l'aérotherme (104) de l'ensemble de traitement d'air, et que lesdits moyens comprennent deux volets (106a, 106b) indépendants l'un de l'autre pour commander le rapport des débits d'air passant dans l'aérotherme (104) et contournant l'aérotherme (104) pour parvenir dans chacune desdites parties (105a, 105b). 6-Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le tableau de commande principal (21 ; 121) et le tableau de commande secondaire (22 ; 122) permettent un réglage différencié entre une zone avant et une zone arrière de l'habitacle. 7-Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le tableau de commande principal (21 ; 121) et le tableau de commande secondaire (22 ; 122) permettent un réglage différencié de l'air entre une première zone latérale principale correspondant au côté conducteur de l'habitacle et une deuxième zone latérale secondaire correspondant au côté passager de l'habitacle.