Brevet FR2872454A1 — publié le 20060106

DESCRIPTION L'invention se rapporte à un système modulaire pour la conception d'un système de commande de climatisation de 1 (une) zone à 4 (quatre) zones, destiné à des véhicules. Le conditionnement d'air de véhicules sert non seulement à satisfaire les exigences de confort des passagers, mais également à améliorer la sécurité du trafic routier. Le confort thermique dans les véhicules est assez différent de celui dans des immeubles. En raison de l'emplacement des surfaces vitrées dans la moitié supérieure du véhicule, le rayonnement thermique varie par exemple de façon importante de la tête à la région des pieds. Des températures particulièrement élevées dans l'habitacle doivent être estimées comme étant critiques en ce qui concerne la condition de conduite. En plus des tâches de base d'un système de commande É de climatisation qui consistent à délivrer, à purifier, à tempérer et à déshumidifier et à répartir l'air, les tâches spéciales consistent à éviter les courants d'air, à réduire la transpiration des passagers et à maintenir constante une plage de confort en ce qui concerne la température et à l'humidité. Fréquemment, du fait de la tension physique accrue du conducteur, il existe une demande, lorsque plusieurs passagers sont assis dans le véhicule, de création d'une zone de climatisation différente pour chaque passager individuel. Alors que par le passé des systèmes de commande de climatisation à 1 (une) zone et 2 (deux) zones étaient utilisés pour le conditionnement d'air des véhicules, récemment un développement et une introduction de systèmes de commande de climatisation à 3 (trois) zones et 4 (quatre) zones, ou des systèmes de commande de climatisation à multiples zones, ont été imposés. Alors que les systèmes de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones présentent des configurations compactes symétriques ou asymétriques en fonction de l'espace d'installation disponible dans le véhicule, il est propre aux systèmes de commande de climatisation à zones multiples qu'ils soient en outre répartis dans le véhicule. Donc, le système de commande de climatisation est constitué de deux dispositifs de conditionnement d'air qui sont au moins partiellement reliés l'un à l'autre. De tels systèmes de commande de climatisation à zones multiples répartis qui comprennent un dispositif de conditionnement d'air avant et un dispositif de conditionnement d'air arrière, sont utilisés principalement dans les véhicules haut de gamme. Ces systèmes de commande de climatisation répartis sont très coûteux et exigent beaucoup d'espace pour leur installation. De plus, une production et un maintien des stocks de dispositifs de réglage de température d'air et de distribution d'air à configurations différentes exigent beaucoup de travail et par conséquent, résultent en des coûts de fabrication considérables. Pour les raisons ci-dessus, ces systèmes de commande de climatisation à zones multiples ne sont pas présents dans des voitures compactes ou petites. C'est l'objectif de l'invention de développer un système de commande de climatisation à zones multiples compact qui en dépit d'un faible espace d'installation, peut être fabriqué de façon particulièrement efficace en fonction du nombre de zones de distribution et de température d'air souhaitées par le client. Selon l'invention, il est prévu que le système modulaire pour la conception d'un système de commande de climatisation de 1 zone à 4 zones pour des véhicules contienne un seul boîtier et plusieurs dispositifs de réglage de température de l'air, de guidage d'air et de distribution d'air agencés à l'intérieur du boîtier, comprenant un ventilateur, plusieurs canaux, optionnellement un filtre, un évaporateur, un élément chauffant de même que plusieurs portes agencées au niveau d'un élément de séparation qui est placé de façon orthogonale à l'évaporateur et est prévu pour diviser le flux du volume total en deux flux de volume partiel pour les côtés gauche et droit du véhicule. Tous les dispositifs de réglage de température d'air et de distribution d'air sont placés à l'intérieur d'un boîtier, grâce à quoi dans un système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones, l'élément de séparation est de plus muni de plusieurs montages d'obturation pour la fermeture des voies de circulation associées à des sorties d'air et des canaux d'air d'autres zones de distribution et de température d'air. Dans un système de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones, à la place des montages d'obturation, des portes supplémentaires pour une utilisation des sorties d'air et des canaux d'air des autres zones de distribution et de température d'air sont prévues. Dans un système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones, une porte de dégivrage, une porte de température, une porte de console et une porte pour le compartiment arrière sont utilisées en tant que portes. Dans un système de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones, cependant, pour les sorties d'air et les canaux d'air d'autres zones de distribution et de température d'air, une porte de température pour le compartiment arrière, des portes de distribution d'air pour le compartiment arrière et des portes de distribution d'air pour des sorties supplémentaires sont prévues. L'idée de l'invention est également conservée, si un nombre supplémentaire ou plus petit de portes pour fournir des zones de distribution et de température d'air différentes est utilisé. Comme entendu par l'invention, l'évaporateur et l'élément chauffant, éventuellement avec un élément de chauffage à coefficient de température positif supplémentaire, sont désignés comme étant des dispositifs de réglage de température de l'air, les canaux à l'intérieur du système de commande de climatisation et entre le système de commande de climatisation et les sorties d'air sont désignés comme étant des dispositifs de distribution d'air, et toutes les portes, par exemple, les portes de ventilation et de température, sont désignées comme étant des dispositifs de guidage d'air. Ainsi cette invention utilise le boîtier existant, de manière à développer davantage un système de commande de climatisation à 1 zone en un système de commande de climatisation à multiples zones complété par d'autres dispositifs de guidage d'air. Le système de commande de climatisation à zones multiples conforme à l'invention est créé en ce que seul l'élément de séparation est échangé et certaines portes sont ajoutées aux dispositifs de réglage de température de l'air tels que l'évaporateur qui reste inchangé. L'avantage significatif de cette invention consiste en le fait que pour la conception modulaire d'un système de commande de climatisation de 1 zone à 4 zones, un nombre considérable de dispositifs de réglage de température de l'air et de distribution d'air identiques peut être utilisé de sorte que la diversité des pièces et le stockage des pièces de rechange peuvent être considérablement réduits par comparaison à l'état actuel de la technique. Un autre avantage de cette invention consiste en ce qu'à présent tous les dispositifs de réglage de température de l'air et de distribution d'air sont placés dans un seul boîtier dans la zone en dessous du tableau de bord, ce qui d'une part, simplifie considérablement la fabrication du boîtier du système de commande de climatisation et d'autre part, rend le système de commande de climatisation à zones multiples de l'invention approprié également à des véhicules présentant uniquement un espace d'installation limité. Indépendamment de la configuration des zones du système de commande de climatisation, par conséquent, le boîtier est configuré de façon complètement identique. Pour la configuration des zones spécifiques du système de commande de climatisation, seul un petit nombre de dispositifs de guidage d'air couplés à l'élément de séparation sont ajoutés ou enlevés en usine de manière à satisfaire les attentes des clients potentiels. Le boîtier du système de commande de climatisation à zones multiples comprend trois parties de boîtier, à savoir deux moitiés de boîtier configurées en étant pratiquement symétriques l'une à l'autre pour le côté gauche du véhicule et le côté droit du véhicule, et un logement d'évacuation de l'eau placé en dessous des deux moitiés de boîtier. Les deux moitiés de boîtier guident et maintiennent l'élément de séparation, qui est placé de façon orthogonale sur l'élément chauffant, sur les deux côtés dans un état assemblé. L'élément de séparation d'un système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones est différent d'un élément de séparation d'un système de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones en ce qu'un élément de séparation d'un système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones, en plus des montages d'obturation, contient également des supports de portes et en ce que le système de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones, au lieu des montages d'obturation, est muni d'autres supports de portes pour des portes supplémentaires. Ces montages d'obturation sont fixés de façon amovible à l'élément de séparation, ou sont formés en tant que parties de cet élément de séparation ou au niveau de celui-ci. Les montages d'obturation peuvent fermer des canaux ou des ouvertures. Conformément au concept de l'invention, les montages d'obturation sont de préférence configurés en forme d'ailettes et s'étendent chacun en partant de l'élément de séparation dans les moitiés de boîtier gauche et droite. Pour configurer un système de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones, selon le concept de l'invention, d'autres dispositifs de distribution d'air sont agencés au niveau de l'élément de séparation, de manière à créer différentes zones de climatisation pour les régions avant et arrière à l'intérieur de l'habitacle. La porte de confort pour console est utilisée de manière à exploiter une possibilité supplémentaire d'un réglage de confort sous forme de la limitation de la vitesse de sortie de l'air. L'élément de séparation d'un système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones et l'élément de séparation d'un système de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones sont donc configurés à l'identique, à l'exception des zones de montages d'obturation. Des butées complémentaires agencées au niveau de la paroi intérieure du boîtier sont affectées à tous les dispositifs de distribution d'air. Les butées nécessaires pour l'état fermé des dispositifs de distribution d'air sont configurées de telle sorte que de très petits flux de mauvaise circulation pénètrent dans la voie de circulation fermée. Dans la région de contact avec les butées, les dispositifs de distribution d'air sont munis de façon appropriée de lèvres d'étanchéité ou d'éléments d'étanchéité similaires. Toutes les portes présentent une structure à deux ailettes de porte configurées en étant symétriques l'une à l'autre, présentant des axes de rotation pour les côtés du véhicule gauche et droit. Les axes de rotation des deux ailettes de porte sont supportés dans la région de leurs extrémités axiales au niveau de la paroi intérieure d'une moitié de boîtier associée et de l'élément de séparation de façon orthogonale à l'élément de séparation. Par conséquent, les deux ailettes de porte de la porte peuvent être commandées indépendamment l'une de l'autre et par conséquent, configurées de façon à pouvoir tourner l'une par rapport à l'autre. De manière à réduire le nombre des zones de distribution et de température d'air, les deux ailettes de porte d'une porte peuvent être couplées l'une à l'autre au moyen d'éléments de liaison. Cet accouplement est réalisé par une conception de telle manière que l'élément de liaison traversant des ouvertures dans l'élément de séparation est relié aux deux ailettes de porte. En outre, il est particulièrement avantageux qu'indépendamment du nombre des zones, le système de commande de climatisation soit muni de portes configurées à l'identique lorsqu'elles servent la même fin. Ceci signifie qu'une porte de température utilisée pour le réglage air chaud/air froid central peut être utilisée pour un système de commande de climatisation à 1 zone et pour un système de commande de climatisation à 4 zones également. Dans ce cas, l'avantage déjà mentionné de cette invention devient particulièrement évident pour l'homme de l'art, par l'utilisation d'une pluralité de pièces identiques, le processus de production et la logistique peuvent être conçus de façon beaucoup plus efficace. Dans des systèmes de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones, les montages d'obturation ferment les voies de circulation de ces canaux d'air du système de distribution d'air qui sont nécessaires pour alimenter les sorties d'air d'un système de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones, c'est-à-dire les canaux pour l'alimentation de la rangée arrière de sièges. Dans les systèmes de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones, par conséquent, toutes les sorties d'air et tous les canaux d'air fonctionnant pour alimenter les sorties d'air sont débloqués. Pour configurer un système de commande de climatisation à 1 zone cependant, les ailettes de porte sélectionnées d'une porte sont couplées auxdits éléments de liaison de manière à réduire les zones de distribution et de température d'air. Le système de commande de climatisation à zones multiples mentionné peut être mis en oeuvre indépendamment du réfrigérant utilisé dans le circuit de réfrigération. En outre, le système de commande de climatisation à zones multiples de l'invention est approprié à une commande de température côté eau avec un débit volumétrique de réfrigérant variable et à une commande de température côté air avec un débit volumétrique de réfrigérant constant. Les caractéristiques et avantages significatifs de l'invention par rapport à l'état actuel de la technique sont essentiellement: les dispositifs de réglage de température de l'air et de distribution de l'air d'un système de commande de climatisation de 1 zone à 4 zones peuvent être agencés pour être positionnés dans un seul boîtier, un état particulièrement compact et une rentabilité, pour la configuration d'un système de commande de climatisation à multiples zones, on a seulement besoin de se baser sur un système de commande de climatisation à 1 zone: pour échanger l'élément de séparation, pour fournir d'autres portes au niveau du nouvel élément de séparation, pour permettre une liaison des ailettes de porte d'une porte au moyen d'un élément de liaison. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention deviendront évidents pour l'homme de l'art d'après la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré en faisant référence aux dessins associés qui représentent: Figure 1 une section transversale d'un système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones, Figure 2 une représentation en perspective d'un système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones sans boîtier, Figure 3 une section transversale d'un système de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones, Figure 4 une représentation en perspective d'un système de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones sans boîtier. Il devra être noté qu'en raison de la configuration essentiellement symétrique des deux moitiés de boîtier 1, dans les sections transversales représentées sur les figures 1 et 3, seule une moitié de boîtier 1 du boîtier comportant les dispositifs de réglage de température de l'air, de guidage de l'air et de distribution de l'air associés est représentée. La figure 1 illustre la section transversale d'un système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones, grâce à quoi la ligne double de la paroi du boîtier correspond à une moitié de boîtier 1. En tant que dispositifs de réglage de température de l'air, l'évaporateur 2, l'élément chauffant 3 et l'élément de chauffage à coefficient de température positif 4 sont prévus. Ces dispositifs de réglage de température de l'air sont agencés les uns après les autres dans une direction de flux et, comme cela est clairement 10 15 représenté sur la figure 2, sont alignés parallèlement les uns aux autres dans le prolongement longitudinal du boîtier, ou des moitiés de boîtier 1, respectivement. Au niveau de l'élément de séparation 6 non représenté, la porte de température centrale 5.2, la porte de dégivrage 5.1, la porte de console 5.3 et une porte de compartiment arrière 5.4 sont agencées. Les montages d'obturation désignés par la référence 6.1 dans la région supérieure ferment la sortie de console représentée sur la figure 3, et dans la région inférieure de la moitié de boîtier 1, ferment la sortie de dégivrage représentée sur la figure 3 de même que la voie de circulation du chauffage arrière. La figure 2 représente une représentation en perspective d'un système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones sans boîtier, ou moitiés de boîtier 1 respectivement. L'élément de séparation désigné par la référence 6 est muni d'une petite ouverture et d'une grande ouverture dans lesquelles l'élément chauffant 3 (non représenté) et l'élément de chauffage à coefficient de température positif 4 (non représenté) sont placés de façon orthogonale à l'élément de séparation 6. Dans la région du côté gauche avant (vue par le lecteur) de l'élément de séparation 6, se situe l'évaporateur 2 représenté sur la figure 1. Comme on l'observe, l'élément de séparation 6 est muni de plusieurs montages d'obturation de type ailette qui sont formés au niveau de l'élément de séparation 6 et qui s'étendent dans les moitiés de boîtier gauche et droite. Ces montages d'obturation 6.1 sont disposés par paires pour chacune des moitiés de boîtier gauche et droite 1 et ferment les voies de circulation qui ne sont pas nécessaires aux systèmes de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones. De façon orthogonale à l'élément de séparation 6, les portes 5 sont positionnées en comportant chacune une ailette de porte gauche et une ailette de porte droite configurées de façon symétrique l'une par rapport à l'autre. Les ailettes de porte peuvent être ajustées pour atteindre la position requise au moyen d'éléments de réglage non représentés. Des éléments d'actionnement commandés électroniquement sont prévus en tant qu'éléments de réglage préférés. Dans le cas le plus simple, les éléments de réglage peuvent être actionnés manuellement. Le groupe des portes 5 pour le système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones comprend en plus de la porte de température centrale 5.2, la porte de dégivrage 5.1, la porte pour console 5.3 et la porte pour compartiment arrière 5.4. Les ailettes de porte des portes 5 sont chacune supportées et guidées au moyen de l'axe de rotation de celles ci (seulement indiqué), grâce à quoi chaque axe de rotation s'étend entre une moitié de boîtier 1 et l'élément de séparation 6. Les extrémités axiales des axes de rotation et les points de support complémentaires au niveau de l'élément de séparation 6 et les parois internes des moitiés de boîtier 1 sont configurés sous forme de support commun. Il est évident pour l'homme de l'art qu'en raison de la configuration symétrique des portes 5 et de la configuration de préférence symétrique des deux moitiés de boîtier 1 du système de commande de climatisation, les axes de rotation présentent des longueurs égales. Selon l'invention, le boîtier existant comprenant deux moitiés de boîtier 1 peut également être utilisé pour un système de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones, comme cela est représenté dans la vue en perspective de la figure 4. La structure de base de ce système de commande de climatisation est essentiellement identique à celle du système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones décrit précédemment. Il existe des différences en ce qui concerne la configuration de l'élément de séparation 6 et le nombre des portes 5 utilisées qui sont illustrées ici de façon semblable à un réseau, avec des supports de portes joints. En tant que portes supplémentaires 5, une porte pour compartiment arrière 5.5, une porte de confort pour console 5. 6, une porte de dérivation de dégivrage 5.7 et une porte de température 5. 8 pour le chauffage du compartiment arrière sont prévues. Ces portes 5.5 à 5.8 sont placées à l'endroit où les montages d'obturation 6.1 représentés sur la figure 2 ferment les voies de circulation associées. Par principe, l'élément de séparation 6, en tant qu'élément de séparation 6 du système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones est sous la forme d'un composant compact configuré de façon symétrique et par conséquent supporté en plus au milieu entre les deux moitiés de boîtier 1 (non représentées). Toutes les portes 5 sont également constituées de deux ailettes de porte, qui peuvent être réglées indépendamment les unes des autres. Dans la représentation en coupe transversale sur la figure 3 du système de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones, l'agencement des portes individuelles 5 les unes par rapport aux autres peut être observé. De nouveau, la structure de base du système de commande de climatisation correspond à celle de la figure 1, grâce à quoi à présent, en plus, à la place des montages d'obturation 6.1, une porte pour compartiment arrière 5.5, une porte de confort pour console 5.6, une porte de dérivation de dégivrage 5.7 et une porte de température 5.8 pour le chauffage du compartiment arrière en vue du conditionnement de l'air pour 3 à 4 zones sont utilisées. On observe que huit portes 5 sont utilisées dans l'exemple représenté. Cette invention n'est pas limitée à un nombre défini de portes 5. L'essence de cette invention vise plutôt à permettre l'utilisation d'autant de composants équivalents que possible à l'intérieur d'une seule forme de boîtier compact d'un système de commande de climatisation. Nomenclature 1 moitié de boîtier du boîtier 2 évaporateur 3 élément chauffant 4 élément de chauffage à coefficient de température positif portes 5.1 porte de dégivrage 5.2 porte de température centrale 5.3 porte de console 5.4 porte de compartiment arrière pour une seule/deux zones 5.5 porte de compartiment arrière pour trois/quatre zones 5.6 porte de confort de console 5.7 porte de dérivation de dégivrage 5.8 porte de température pour chauffage du compartiment arrière 6 élément de séparation 6.1 montages d'obturation REVENDICATIONS 1. Système modulaire pour la conception d'un système de commande de climatisation de 1 zone à 4 zones destiné à des véhicules, au moins muni d'un ou plusieurs boîtiers et de plusieurs dispositifs de réglage de température de l'air et de distribution d'air, comprenant un ventilateur, facultativement un filtre, un évaporateur (2), un élément chauffant (3) de même que plusieurs portes (5) agencées au niveau d'un élément de séparation (6) qui est placé de façon orthogonale à l'évaporateur (2) et prévu pour diviser le flux du volume total en deux flux de volume partiel pour les côtés du véhicule gauche et droit, caractérisé en ce que tous les dispositifs de réglage de température de l'air et de distribution de l'air sont placés dans un boîtier, grâce à quoi a) dans un système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones, l'élément de séparation (6) est de plus muni de plusieurs montages d'obturation (6.1) pour la fermeture des voies de circulation associées aux sorties d'air et aux canaux d'air d'autres zones de distribution et de température de l'air, et b) dans un système de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones, à la place des montages d'obturation (6.1), des portes supplémentaires (5) pour l'utilisation des sorties d'air et des canaux d'air d'autres zones de distribution et de température de l'air sont prévues. 2. Système modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans un système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones, une porte (5) configurée en tant que porte de dégivrage (5.1), une porte (5) configurée en tant que porte de température (5.2), une porte (5) configurée en tant que porte de console (5.3) et une porte (5) configurée en tant que porte de compartiment arrière (5.4) sont prévues. 3. Système modulaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour des sorties d'air et des canaux d'air d'autres zones de distribution et de température d'air d'un système de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones, les portes de température pour le compartiment arrière (5.8) et/ou les portes de distribution d'air pour des sorties supplémentaires (5.6, 5.7) sont prévues. 4. Système modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les montages d'obturation (6.1) de l'élément de séparation (6) sont fixés de façon amovible à l'élément de séparation (6) ou formés en tant que partie de cet élément de séparation ou formés au niveau de celui-ci. 5. Système modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque porte (5) présente une structure à deux ailettes de porte configurées de façon symétrique l'une par rapport à l'autre, comportant des axes de rotation pour les côtés du véhicule gauche et droit, grâce à quoi chaque axe de rotation est supporté dans la région de leurs extrémités axiales au niveau de la paroi intérieure d'une moitié de boîtier associée (1) et de l'élément de séparation (6). 6. Système modulaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que deux ailettes de porte d'une porte (5) peuvent être actionnées indépendamment l'une de l'autre, en étant 15 configurées de façon à pouvoir tourner l'une par rapport à l'autre. 7. Système modulaire selon la revendication 5, caractérisé en ce que les ailettes de porte d'une porte (5) sont configurées pour pouvoir être reliées l'une à l'autre de manière à réduire le nombre des zones de distribution et de température de l'air au moyen d'éléments de liaison qui traversent les ouvertures dans l'élément de séparation (6). 8. Système modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'indépendamment du nombre des zones, le système de commande de climatisation est muni de portes (5) servant la même fin à configuration identique. 9. Système modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément de séparation (6) d'un système de commande de climatisation à 1 zone et 2 zones et l'élément de séparation (6) d'un système de commande de climatisation à 3 zones et 4 zones sont configurés à l'identique, à l'exception des zones des montages d'obturation (6.1).