Brevet FR2875440A1 — publié le 20060324

Titre de l'invention Commande des volets d'une installation de climatisation. Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne la commande des volets d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile. De façon traditionnelle, comme l'illustre la figure 2, une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation de véhicule automobile comporte un boîtier 10 délimitant un canal ou conduit de distribution d'air 12 qui amène l'air à traiter vers des bouches de sortie s'ouvrant dans l'habitacle. La distribution de cet air est effectuée en fonction de la position de volets commandés, un volet commandé 14 contrôlant une sortie de désembuage/dégivrage, un autre 16 une première sortie d'aération dans la planche de bord et un troisième 18 une seconde sortie d'aération au niveau des pieds des occupants de première ligne du véhicule automobile. Le débit de l'air passant dans le canal est produit par un groupe moto-ventilateur ou pulseur 20 recevant de l'air extérieur ou de l'air de recirculation en provenance de l'habitacle selon la position d'un volet de commutation 22 disposé en entrée du boîtier. Le refroidissement de l'air est assuré par au moins un évaporateur 24 disposé dans le canal et classiquement précédé d'un filtre à particules, à charbon actif ou combiné 26, ou plus généralement à adsorbant quelconque, pour le traitement des gaz odorants ou nocifs. Le réchauffement de l'air est quant à lui assuré par un radiateur échangeur de chaleur à liquide 28 parcouru par le liquide de refroidissement du moteur et précédé d'un volet commandé de mixage 30. La position des différents volets est commandée classiquement par des actionneurs électriques (moteurs à courant continu ou pas à pas) en fonction de consignes Cl - C5 générées par des interfaces spécifiques d'un tableau de commande 32 disposé dans l'habitacle du véhicule automobile et recevant diverses informations de capteurs Si, notamment de température. Ces actionneurs intègrent une fonction de détection de butée ou forçage pour permettre un calage automatique du volet. Ainsi, une première consigne Cl générée par une première interface 32A du tableau de commande est prévue pour commander un 2875440 2 premier actionneur 34A du volet de commutation 22 au travers d'un circuit de commande 36A qui va traiter cette consigne. De même, une deuxième consigne C2 générée par une deuxième interface 32B est prévue pour commander un second actionneur 34B du volet de mixage 30 au travers d'un second circuit de commande 36B qui va traiter cette consigne. On a bien entendu une architecture similaire pour la commande des volets de répartition d'air, avec une troisième interface 32C agissant sur un troisième actionneur 34C via un troisième circuit de commande 36C pour le volet 14, une quatrième interface 32D agissant sur un quatrième actionneur 34D via un quatrième circuit de commande 36D pour le volet 16 et une cinquième interface 32E agissant sur un cinquième actionneur 34E via un cinquième circuit de commande 36E pour le volet 18. Ces volets présentent chacun des caractéristiques différentes. En effet, le volet de commutation doit pouvoir se refermer très rapidement pour bloquer l'entrée des polluants alors que cette contrainte n'est pas exigée des volets de répartition d'air ou de mixage. Dès lors, les actionneurs sont nécessairement de types différents (moteurs à CC pour les uns lorsque la rapidité est recherchée, moteurs pas à pas pour les autres lorsque la précision est recherchée) et, pour un même type d'actionneur, du fait de l'absence de standardisation, ces actionneurs peuvent aussi présenter des caractéristiques différentes (par exemple un rapport de réduction distinct de deux moteurs pas à pas qui implique un rapport nombre de pas/degré d'angle parcouru différent) et il faut donc que le tableau de commande 32 prenne en compte ces particularités au niveau des interfaces spécifiques qui comportent notamment les différents algorithmes de commande générant les consignes pour les circuits de commande de ces actionneurs. Ces consignes peuvent prendre différentes formes dépendant du type de moteur, position absolue à atteindre ou déplacement relatif par rapport à la position courante. Il en résulte que tout changement de type de moteur, voire simplement tout changement de caractéristique d'un moteur donné implique une modification de ce tableau de commande. Objet et résumé de l'invention L'invention a pour objet un dispositif de commande des volets d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation qui pallie les 2875440 3 inconvénients des dispositifs existants en ce qu'il ne nécessite pas une modification du tableau de commande à chaque changement d'actionneur ou simplement d'une caractéristique de cet actionneur. Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif adapté 5 aussi bien à un tableau de commande classique de type analogique qu'à un tableau de commande de type numérique. Encore un but de l'invention est de permettre la commande de ces volets à partir d'une consigne de déplacement présentant une seule forme de commande indépendamment du type d'actionneur agissant sur les volets. Ces buts sont atteints grâce à un dispositif de commande des volets d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, chacun desdits volets étant commandé par un actionneur au travers d'un circuit de commande, caractérisé en ce que chaque circuit de commande reçoit une consigne déterminée d'un circuit d'interface comportant des moyens de mémorisation d'une valeur de course de l'actionneur, chaque circuit d'interface étant relié à une même sortie d'un tableau de commande de l'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation. Avec cette configuration, le signal délivré par le tableau de commande est identique quel que soit le type d'actionneur utilisé, le calage et le pilotage de cet actionneur étant maintenant réalisé directement au niveau de cet actionneur. Ladite sortie commune délivre à chacun desdits circuits 25 d'interface un signal de commande correspondant à un pourcentage d'ouverture/fermeture de chacun desdits volets. Ledit signal de commande est choisi parmi les signaux suivants: signal de position, signal de vitesse et ordre de calibration. Selon le type de tableau de commande utilisé, ledit signal de commande est un signal de tension analogique, un signal PWM ou un signal numérique. De préférence, lesdits moyens de mémorisation comportent une mémoire non volatile. L'invention concerne également une installation de ventilation, 35 chauffage et/ou climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile comprenant le dispositif de commande de volets précité. 2875440 4 Brève description des dessins D'autres particularités et avantages du dispositif selon l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 montre un exemple de réalisation d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation équipant un véhicule automobile comportant un dispositif de commande de volets selon l'invention, et - la figure 2 montre un exemple de réalisation d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation comportant un dispositif de commande de volets de l'art antérieur. Description détaillée des modes de réalisation, La figure 1 illustre un exemple de réalisation d'un dispositif de commande de volets selon l'invention mis en oeuvre dans une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation de véhicule automobile. L'installation en question est celle décrite précédemment en regard de la figure 2 avec son pulseur 20 et ses volets commandés 14, 16, 18, 22, 30 montés dans le conduit de distribution d'air 12 d'un boîtier 10 de cette installation et elle ne sera donc pas détaillée à nouveau. De même, comme précédemment, la position des différents volets sont commandées par des actionneurs électriques 34A-34E via des circuits de commande respectifs 36A-36E de ces actionneurs. Toutefois, au contraire de la structure de l'art antérieur, ces circuits de commande qui reçoivent les consignes C1-05 ne sont plus commandés directement par des interfaces spécifiques du tableau de commande 32. De même, le tableau de commande ne gère plus la fonction de détection de butée des actionneurs et ne mémorise donc plus les valeurs de course de ces différents actionneurs. En effet, selon l'invention, le tableau de commande délivre sur une sortie unique commune 32U un même signal de commande multiplexé Cu à destination d'une pluralité de circuits d'interface 38A-38E chacun associé à un des circuits de commande précités. Le signal de commande multiplexé est un signal de type série qui permet de converser avec un seul actionneur ou l'ensemble des actionneurs en fonction d'un 2875440 5 identifiant contenu dans chaque message véhiculé par ce signal, le circuit d'interface chaque actionneur déterminant à la lecture de cet identifiant si le message lui est ou non adressé. En outre, chaque circuit d'interface comporte un moyen de mémorisation 40A-40E. A partir de ce signal de commande universel Cu, les circuits d'interface vont chacun élaborer les consignes spécifiques (par exemple Cl) à délivrer aux actionneurs en fonction de paramètres mémorisés dans leur moyen de mémorisation propre, notamment de la valeur de la course de l'actionneur, et du type de pilotage de l'actionneur concerné. L'association de ce circuit d'interface à l'actionneur permet de rendre celui-ci complètement autonome et de permettre de standardiser et de simplifier la fonction de commande des actionneurs au tableau de commande ainsi que de changer si nécessaire cet actionneur sans toucher au tableau de commande. En outre, une telle configuration qui place l'intelligence dans l'actionneur offre la possibilité de commander les actionneurs à partir d'un tableau de commande analogique. Selon le niveau de sécurité désiré, à chaque démarrage ou éventuellement périodiquement, tous les x démarrages (par exemple tous les 250 démarrages), chaque actionneur va calculer sa propre course en utilisant une fonction de calage. Ainsi, sur un ordre de calibration du tableau de commande, qui peut être une tension analogique pour les tableaux traditionnels analogiques ou une valeur binaire pour les tableaux numériques (voir les tables plus avant), le circuit d'interface va donner une première consigne de déplacement à cet actionneur (la forme de la consigne dépend du type d'actionneur) qui va alors se déplacer en position de calage (première butée) puis en direction opposée (seconde butée) sur une seconde consigne de déplacement. Lors de la détection de chaque butée, la position de l'actionneur est récupérée par le circuit d'interface qui en déduit alors la valeur de la course de l'actionneur. Cette valeur est alors mémorisée dans le moyen de mémorisation associé au circuit d'interface correspondant. Ainsi, grâce à la connaissance de cette course, le circuit d'interface peut facilement en déduire le déplacement que l'actionneur doit réaliser pour atteindre une position donnée par le signal de commande universel Cu du tableau de commande. Cette position se caractérise par une valeur délivrée en analogique ou numérique selon le 2875440 6 type du tableau de commande et correspondant à un pourcentage donné d'ouverture/fermeture du volet. Ce pourcentage est envoyé au circuit d'interface qui le convertit en un déplacement relatif ou absolu par rapport à sa position courante. Par exemple, à un pourcentage de k% correspond une consigne de bouger de n pas vers la droite ou encore une consigne d'aller en position x alors que le moteur est en position y (déplacement de y-x pas). Les trois tables suivantes donnent un exemple de ce signal de commande universel permettant la commande des volets. Signal de commande universel Consigne du circuit d'interface envoyé sur un octet Pour l'actionneur Valeur binaire de 0 à 250 Atteindre la position cible de 0 à 100% (soit une résolution de 0,4%) Valeur 251 Lancement calibration Valeur 252 Calage en butée basse Valeur 253 Calage en butée haute Signal de commande universel Consigne du circuit d'interface envoyé en PWM Pour l'actionneur Selon le rapport cyclique Atteindre la position cible de 0 à 100% (soit une résolution de 1%) 0 pendant is puis 1 pendant is Lancement calibration 0 Calage en butée basse 1 Calage en butée haute Signal de commande universel Consigne du circuit d'interface envoyé en analogique pour l'actionneur De IV à 4V Atteindre la position cible de 0 à 100% (résolution selon le pas de tension) OV pendant is puis IV pendant Lancement calibration 1s OV durant 10 secondes Calage en butée basse 5V durant 10 secondes Calage en butée haute Comme le montre la seconde table, le circuit d'interface peut être un module électronique fonctionnant selon le principe de modulation 2875440 7 d'impulsion en largeur (PWM) faisant varier la durée d'une série continue d'impulsion de fréquence et d'amplitude constantes, selon la consigne universelle de position fournie par le tableau de commande. Le signal délivré par ce module électronique peut ensuite être transformé en tension classiquement par filtrage RC. On peut noter que ce signal de commande universel peut aussi être utilisé pour une transmission d'une consigne de vitesse pour les actionneurs, la différentiation par le circuit d'interface entre cette consigne de vitesse et la consigne de position précédente pouvant résulter de la réception d'un signal de commande de valeur 254 par exemple (cas d'un tableau numérique). Ainsi, à un codage sur un octet (valeurs binaires de 0 à 256), on peut associer une vitesse linéaire de 0 à n radians/seconde par exemple. Enfin, si l'on a évoqué principalement la commande des volets d'une installation de climatisation, il est clair qu'une telle configuration peut aussi s'appliquer à la commande de l'actionneur du pulseur de cette installation. Avec la présente invention, la phase d'identification préalable par le tableau de commande n'est plus nécessaire si plusieurs types de moteurs sont présents dans l'installation. De plus, le type d'un ou plusieurs moteurs peut être changé (par exemple suite à un changement de fabricant ou de génération de moteurs) sans conséquence sur le reste de l'installation, les consignes de déplacement étant standards. Du fait de cette standardisation, le tableau de commande est notablement simplifié par rapport à l'art antérieur et peut donc être lui-même plus facilement standardisé. Enfin, le signal de commande transitant entre le tableau de commande et le circuit d'interface étant un pourcentage comme explicité précédemment, la position du moteur peut être codée sur un nombre non limité de bits et donc le codage de la position être effectué avec une résolution seulement limitée par la capacité de traitement du tableau de commande et des circuits d'interface (et donc pouvant être très élevée). 8 REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande des volets d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, chacun desdits volets étant commandé par un actionneur (34A-34E) au travers d'un circuit de commande (36A-36E), caractérisé en ce que chaque circuit de commande reçoit une consigne déterminée d'un circuit d'interface (38A-38E) comportant des moyens (40A-40E) de mémorisation d'une valeur de course de l'actionneur, chaque circuit d'interface étant relié à une même sortie (32U) d'un tableau de commande (32) de l'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation. 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite sortie commune (32U) délivre à chacun desdits circuits d'interface un signal de commande correspondant à un pourcentage d'ouverture/fermeture de chacun desdits volets. 3. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit signal de commande est choisi parmi les signaux suivants: signal de position, signal de vitesse et ordre de calibration. 4. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit signal de commande est un signal de tension analogique. 5. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit signal de commande est un signal PWM. 6. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit signal de commande est un signal numérique. 7. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de mémorisation comportent une mémoire non volatile. 8. Installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation de 30 l'habitacle d'un véhicule automobile comprenant un dispositif de commande de volets selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.