Brevet FR2919524A1 — publié le 20090206

Dispositif de contrôle de la température de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule. Domaine technique de l'invention. La présente invention est du domaine des installations de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile. Elle a pour objet un dispositif de contrôle de la température de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle du véhicule qui permet de mettre en oeuvre une telle installation de manière appropriée. Elle a aussi pour objet une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation équipée d'un tel dispositif de contrôle. Elle a enfin pour objet une méthode pour déterminer la température de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle du véhicule à partir de la mise en oeuvre d'un tel dispositif de contrôle. Etat de la technique. Dans le domaine automobile, il est courant d'équiper un véhicule d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour réguler les paramètres aérothermiques de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Les paramètres aérothermiques sont notamment la température dudit air et/ou la vitesse d'un flux d'air délivré par l'installation à l'intérieur de l'habitacle. L'installation est susceptible d'être une installation principale qui est prévue pour réguler globalement les paramètres de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle. L'installation est également susceptible d'être une installation secondaire qui est placée en aval d'une installation principale, selon le sens d'écoulement du flux d'air, pour compléter localement la régulation générale des paramètres aérothermiques procurée par l'installation principale. L'installation est enfin susceptible d'être une installation auxiliaire, placée en une quelconque zone spécifique de l'habitacle, telle qu'une zone arrière du véhicule par exemple, pour réguler de manière autonome et indépendamment de toute autre installation principale et/ou secondaire les paramètres aérothermiques de l'air contenu dans l'habitacle et/ou dans la zone spécifique. 2 A cet effet, l'installation comporte un boîtier muni d'au moins une entrée d'air et d'au moins une sortie d'air. Le boîtier loge au moins un pulseur pour prélever un flux d'air par l'intermédiaire de l'entrée d'air. Le pulseur est également destiné à faire circuler le flux d'air à l'intérieur de l'installation jusqu'à sa délivrance à l'intérieur de l'habitacle à travers la sortie d'air. Le boîtier loge encore des moyens de traitement thermique du flux d'air préalablement à sa délivrance à l'intérieur de l'habitacle. De tels moyens comprennent couramment au moins un évaporateur pour refroidir le flux d'air et au moins un radiateur pour réchauffer au moins partiellement le flux d'air refroidi. Pour mettre en oeuvre de manière appropriée ladite installation, cette dernière est couramment en relation avec un dispositif de contrôle de la température de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Un tel dispositif permet de déterminer une température dudit air et de comparer la température déterminée avec une température de consigne choisie par un utilisateur du véhicule. Selon que la température déterminée est inférieure, respectivement supérieure, à la température de consigne, l'installation est mise en oeuvre de manière à réchauffer, respectivement refroidir, le flux d'air délivré par l'installation à l'intérieur de l'habitacle. Le document W094/18021 (SAAB AUTOMOBILE AKTIEBOLAG) décrit un dispositif de contrôle du genre susvisé qui comprend une pluralité de capteurs, dont un capteur primaire de température pour mesurer la température du flux d'air prise à l'entrée d'air de ladite installation, un capteur secondaire de température pour mesurer la température du flux d'air prise à la sortie d'air de ladite installation, un capteur tertiaire de température de l'air prise immédiatement en aval de l'évaporateur selon le sens d'écoulement du flux d'air, et un capteur solaire pour mesurer une intensité et/ou une élévation du rayonnement solaire admis à l'intérieur de l'habitacle. Un tel dispositif de contrôle comprend un microprocesseur qui est apte à traiter des informations respectivement mesurées par les capteurs susvisés. Le microprocesseur est destiné à mettre en oeuvre le pulseur et/ou les moyens de 3 traitement thermique de l'installation, de manière à délivrer à l'intérieur de l'habitacle un flux d'air de température et de vitesse adaptées à ladite température de consigne. Plus particulièrement, le microprocesseur comprend des moyens de calcul pour déterminer une température théorique de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle à partir des informations mesurées par lesdits capteurs. Le microprocesseur comprend également des moyens de comparaison pour déterminer la différence entre ladite température théorique et la dite température de consigne. A partir d'une analyse de la nature, positive ou négative, de cette différence, le pulseur et les moyens de traitement thermique de ladite installation sont mis en oeuvre si nécessaire. Il s'avère à l'usage qu'un tel dispositif de contrôle est peu fiable. Plus particulièrement, la mise en oeuvre d'un tel dispositif de contrôle est susceptible de provoquer une divergence de la mise en oeuvre de ladite installation caractérisée par une différence croissante entre la température effective et la température théorique de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle. Il en découle un possible emballement de la mise en oeuvre de ladite installation, et un inconfort thermique pour l'utilisateur du véhicule. Objet de l'invention. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de contrôle de la température de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle du véhicule qui soit fiable, précis et dont la mise en oeuvre soit pérenne. Un autre but de la présente invention est de proposer une installation pourvue d'un tel dispositif qui procure de manière rapide et fiable un confort thermique à un utilisateur du véhicule. Un autre but de la présente invention est de proposer une méthode fiable pour une détermination précise d'une température théorique de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle à partir de la mise en oeuvre d'un tel dispositif de contrôle. Le dispositif de la présente invention est un dispositif de contrôle de la mise en oeuvre d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile. L'installation comporte un boîtier muni d'au moins une entrée d'air et d'au moins une sortie d'air entre lesquelles circule un flux d'air. Le dispositif 4 de contrôle comprend au moins un microprocesseur en relation avec une pluralité de capteurs. Ces derniers comprennent un capteur solaire pour mesurer une puissance thermique admise par rayonnement à l'intérieur d'un habitacle du véhicule automobile, un premier capteur de température pour mesurer une température d'un flux d'air admis à l'intérieur de ladite installation par l'intermédiaire de l'entrée d'air et un deuxième capteur de température pour mesurer une température d'un flux d'air délivré par ladite installation par l'intermédiaire de la sortie d'air. Selon la présente invention, ledit dispositif de contrôle comprend en outre un 10 troisième capteur de température pour mesurer une température d'un élément structurel de l'habitacle du véhicule. Ces dispositions permettent d'éviter une divergence de la mise en oeuvre de ladite installation à partir d'une prise de température in situ à l'intérieur de l'habitacle. En 15 effet, il est apparu qu'une mesure directe d'une température d'un élément structurel de l'habitacle du véhicule permet d'éviter un emballement de la mise en oeuvre de ladite installation en augmentant la fiabilité du dispositif de contrôle et des informations que ce dernier est susceptible de fournir pour la mise en oeuvre de ladite installation. Cette mesure directe d'une température d'un élément structurel de 20 l'habitacle permet de prendre en considération les éléments structurels de l'habitacle susceptible d'échanger de la chaleur avec l'air de l'habitacle. Ainsi, la mesure directe évite une dégradation de l'estimation de la température de l'air de l'habitacle. L'élément structurel est préférentiellement l'un quelconque d'une planche de bord, 25 d'une console, d'un plafonnier, d'une paroi latérale du véhicule et/ou d'un plancher. Il ressort de ces dispositions que le troisième capteur de température est susceptible d'être installé à l'intérieur de l'habitacle en un quelconque endroit, ce qui permet d'appliquer la présente invention à un véhicule relativement quelconque. Le troisième capteur de température est avantageusement un capteur de température du type statique, c'est-à-dire exempt de moyens spécifiques pour la mise en circulation d'un flux d'air correspondant autour dudit troisième capteur. 30 Il est en effet apparu, à l'encontre des habitudes prises dans le domaine, qu'un tel troisième capteur de température, exempt de moyens spécifiques pour la mise en circulation d'un flux d'air correspondant autour dudit troisième capteur, était plus 5 fiable que ceux équipés de tels moyens spécifiques. En effet, de manière courante, un tel capteur de température est équipé d'un micro-ventilateur ou analogue pour faire circuler un flux d'air à son pourtour. Hors, le micro-ventilateur est susceptible de présenter une usure importante au fur et à mesure de sa mise en oeuvre ce qui tend à altérer la qualité de l'information mesurée par le troisième capteur. De plus, le micro-ventilateur induit des nuisances sonores désagréables pour l'utilisateur. Par ailleurs, le micro-ventilateur est susceptible de s'encrasser ce qui tend encore à altérer l'information mesurée par le troisième capteur. Enfin, pour des températures de l'air de l'ordre de 70 C, des dilatations différentielles sont susceptibles d'apparaître pour des éléments constitutifs du micro-ventilateur dont la fiabilité est alors irrémédiablement atteinte. Il en ressort finalement que contrairement à l'idée communément admise dans le domaine, il est préférable de s'affranchir de tels moyens spécifiques pour garantir une fiabilité présente et future des mesures opérées. Le microprocesseur cornprend notamment des premiers moyens d'analyse d'un premier échange thermique entre le flux d'air délivré et ledit élément structurel. Le microprocesseur comprend par exemple des deuxièmes moyens d'analyse d'un 25 deuxième échange thermique entre le flux d'air délivré et l'air d'un environnement extérieur du véhicule. Le microprocesseur comprend de préférence des troisièmes moyens d'analyse d'un troisième échange thermique entre le flux d'air délivré et la puissance thermique 30 admise par rayonnement à l'intérieur de l'habitacle. Le microprocesseur cornprend avantageusement des moyens de détermination d'une température de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle à partir d'informations20 6 respectivement fournies par les premiers, deuxièmes et troisièmes moyens d'analyse. L'ensemble de ces dispositions est telles que le micro-processeur est apte à déterminer de manière précise, fiable et pérenne la température de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle, à partir d'un bilan thermique du véhicule en conditions d'équilibre. Selon la présente invention, une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation comprenant un pulseur et des moyens de traitement thermique logés à l'intérieur du boîtier est principalement reconnaissable en ce qu'elle est équipée d'un tel dispositif de contrôle. La dite installation comporte préférentiellement des moyens d'assujettissement de la mise en oeuvre du pulseur et/ou des moyens de traitement thermique du flux d'air, à partir d'une consigne de mise en oeuvre déterminée par le microprocesseur. Une méthode de détermination d'une température théorique de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle partir de la mise en oeuvre d'un dispositif de contrôle selon la présente invention, est caractérisée en ce qu'elle consiste à effectuer de manière itérative au moins les étapes suivantes : - déterminer ledit premier échange thermique entre le flux d'air délivré et ledit élément structurel du véhicule, - déterminer ledit deuxième échange thermique entre le flux d'air délivré et l'air de l'environnement extérieur du véhicule, - déterminer ledit troisième échange thermique entre le flux d'air délivré et la puissance thermique admise à l'intérieur de l'habitacle, puis - déterminer la température de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle à partir des informations respectivement fournies par les premiers, deuxièmes et troisièmes 30 moyens d'analyse. Description des figures. 7 La présente invention sera mieux comprise, et des détails en relevant apparaîtront, à la lecture de la description qui va être faite d'une forme préférée de réalisation en relation avec la figure unique de la planche annexée représentant une illustration schématique d'un dispositif de contrôle de la présente invention équipant une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile. Sur la figure, un véhicule automobile 1 est équipé d'une installation 2 de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation destinée à réguler les paramètres aérothermiques de l'air contenu à l'intérieur du véhicule automobile 1. Ce dernier 1 comporte une enceinte 3 qui délimite un habitacle 4 à l'intérieur duquel sont susceptibles de prendre place un ou plusieurs utilisateurs et un environnement extérieur 5 enveloppant l'enceinte 3. Une telle installation 2 est notamment prévue pour modifier les paramètres aérothermiques d'un air contenu à l'intérieur de l'habitacle 4 par rapport à ceux d'un air de l'environnement extérieur 5. Selon diverses variantes de réalisation de la présente invention, ladite installation 2 est indifféremment une installation principale, une installation secondaire, voire une installation auxiliaire. D'une manière générale, l'installation 2 comporte un boîtier 6 logeant un pulseur 7 et des moyens de traitement thermique 8 d'un flux d'air 9. Plus particulièrement, le boîtier 6 est muni d'une entrée d'air 10, notamment en provenance de l'environnement extérieur 5, tel qu'illustré sur la figure, voire en provenance de l'habitacle. Le pulseur 7 est destiné à provoquer l'admission du flux d'air 9 à l'intérieur de l'installation 2 par l'intermédiaire de l'entrée d'air 10. Le pulseur 7 est également destiné à faire circuler le flux d'air admis 9 à l'intérieur de l'installation 2 jusqu'à ce qu'un flux d'air délivré 11 soit évacué depuis l'installation 2 vers l'habitacle 4 du véhicule 1 par l'intermédiaire d'une sortie d'air 12 ménagée à travers le boîtier 6. Préalablement à son évacuation hors de l'installation 2, le flux d'air délivré 11 est thermiquement traité à partir de la mise en oeuvre desdits moyens de traitement thermique 8. Ces derniers 8 comprennent un évaporateur 13 ou analogue pour refroidir le flux d'air admis 9 et un radiateur 14 ou analogue pour réchauffer le flux d'air admis 9. 8 L'installation 2 est équipée de moyens de réglage 15 des paramètres aérothermiques désirés à l'intérieur de l'habitacle 4. Ces moyens de réglage 15 sont par exemple constitués de boutons qui sont intégrés à une planche de bord 16 du véhicule automobile 1 pour être accessibles à un utilisateur de ce dernier 1. A partir de la manoeuvre des moyens de réglage 15, il est possible de déterminer un paramètre de consigne relatif à chacun des paramètres aérothermiques du flux d'air délivré 11 à l'intérieur de l'habitacle 4 par l'intermédiaire de la sortie d'air 12. Pour permettre une régulation de la mise en oeuvre de ladite installation 2, cette dernière 2 est équipée d'un dispositif de contrôle 17 de sa mise en oeuvre. Le dispositif de contrôle 17 est destiné à vérifier en permanence la concordance entre les paramètres de consigne déterminés par l'utilisateur et les paramètres aérauliques réels de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle. A cet effet, le dispositif de contrôle 17 comprend au moins un micro-processeur 18 en relation avec une pluralité de capteurs 19,20,21. Ces derniers 19,20,21 comprennent un capteur solaire 19 pour mesurer une puissance thermique 27 admis par rayonnement à l'intérieur de l'habitacle 4. Ces capteurs 19,20,21 comprennent aussi un premier capteur de température 20 pour mesurer une température du flux d'air admis 9 à l'intérieur de ladite installation 2. Ces capteurs 19,20,21 comprennent encore un deuxième capteur 21 de température pour mesurer une température du flux d'air délivré 11 par ladite installation 2. Pour fiabiliser la mise en oeuvre de ladite installation 2, il est avantageusement proposé par la présente invention d'équiper ledit dispositif de contrôle 17 d'un troisième capteur de température 22 pour mesurer une température d'un élément structurel 23 de l'habitacle 4 du véhicule 1. Cet élément structurel 23 est indifféremment la planche de bord 16, une console, un plafonnier, une paroi latérale du véhicule ou tout autre élément structurel logé et/ou délimitant l'habitacle 4 du véhicule 1. Ce troisième capteur de température 22 permet de vérifier directement à l'intérieur de l'habitacle 4 l'incidence de la mise en oeuvre de ladite installation 2 sur la température de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle 4. Ces dispositions permettent d'éviter une dérive de la mise en oeuvre de l'installation 2. 9 Pour rendre encore plus fiable le dispositif de contrôle 17, il est proposé par la présente invention d'exempter le troisième capteur de température 22 de tout moyens spécifiques de mise en circulation d'un flux d'air correspondant autour dudit troisième capteur de température 22. II en découle que ce dernier 22 est un capteur de température du type statique, différent des capteurs de température du type dynamique, basés sur le principe de la mise en circulation d'un flux d'air autour du capteur de température. Cette mise en circulation est couramment obtenue à partir de l'utilisation d'un micro-ventilateur à proximité du capteur de température. En conséquence, le troisième capteur de température 22 de la présente invention est aisément fixé à l'élément structurel 23 de l'habitacle 4 pour en mesurer sa température. Le troisième capteur de température est, de préférence, de type à coefficient de température négatif. Selon une variante, le troisième capteur de température 22 est fixé sur un élément structurel du véhicule et est en contact avec l'air de l'habitacle. Le micro-processeur 18 comprend : des premiers moyens d'analyse 24 d'un premier échange thermique réalisé entre le flux d'air délivré 11 et ledit élément structurel 23, des deuxièmes moyens d'analyse 25 d'un deuxième échange thermique réalisé entre le flux d'air délivré 11 et l'air de l'environnement extérieur 5, des troisièmes moyens d'analyse 26 d'un troisième échange thermique réalisé entre le flux d'air délivré 11 et la puissance thermique 27 admise par rayonnement à l'intérieur de l'habitacle 4. Il est recherché à l'intérieur de l'habitacle 4 un équilibre thermique se concrétisant par le fait que les paramètres aérothermiques de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle 4 convergent vers les paramètres de consigne déterminés par l'utilisateur. Pour atteindre cet objectif en adaptant la mise en oeuvre de ladite installation 2, le dispositif de contrôle 17 comprend des moyens de détermination 28 de la température de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle 4 à partir d'informations fournies respectivement par les premiers 24, deuxièmes 25 et troisièmes 26 moyens d'analyse. 10 A partir de la détermination de la température de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle 4, le micro-processeur 17 transmet au pulseur 7 et aux moyens de traitement thermique 8 une consigne respective de mise en oeuvre. Cette transmission est effectuée par l'intermédiaire de moyens d'assujettissement 29 de la mise en oeuvre du pulseur 7 et desdits moyens de traitement thermique 8 que comporte l'installation 2. II découle finalement de ces dispositions que la présente invention permet de mettre en oeuvre une méthode avantageuse pour déterminer la température théorique de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle 4 qui consiste à effectuer de manière itérative au moins les étapes suivantes : -déterminer ledit premier échange thermique entre le flux d'air délivré 11 et ledit élément structurel 23 du véhicule 1, - déterminer ledit deuxième échange thermique entre le flux d'air délivré 11 et l'air de l'environnement extérieur 5, - déterminer ledit troisième échange thermique entre le flux d'air délivré 11 et la puissance thermique 27 admise à l'intérieur de l'habitacle 4, puis - déterminer la température de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle 4 à partir des informations respectivement fournies par les premiers 24, deuxièmes 25 et troisièmes 26 moyens d'analyse. Revendications 1.- Dispositif de contrôle (17) de la mise en oeuvre d'une installation (2) de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile (1), ladite installation comportant un boîtier (6) muni d'au moins une entrée d'air (10) et d'au moins une sortie d'air (12) entre lesquelles circule un flux d'air (9), le dispositif de contrôle (17) comprenant au moins un microprocesseur (18) en relation avec un capteur solaire (19) pour mesurer une puissance thermique (27) admise par rayonnement à l'intérieur d'un habitacle (4) du véhicule automobile (1), un premier capteur de température (20) pour mesurer une température d'un flux d'air (9) admis à l'intérieur de ladite installation (2) par l'intermédiaire de l'entrée d'air (10) et un deuxième capteur (21) de température pour mesurer une température d'un flux d'air délivré (11) par ladite installation (2) par l'intermédiaire de la sortie d'air (12), caractérisé en ce que ledit dispositif de contrôle (17) comprend en outre un troisième capteur de température (22) pour mesurer une température d'un élément structurel (23) de l'habitacle (4) du véhicule (1). 2.- Dispositif de contrôle (17) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément structurel (23) est l'un quelconque d'une planche de bord (16), d'une console, d'un plafonnier, d'une paroi latérale du véhicule et/ou d'un plancher. 3.- Dispositif de contrôle (17) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le troisième capteur de température (22) est un capteur de température du type statique. 4.- Dispositif de contrôle (17) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le microprocesseur (18) comprend des premiers moyens d'analyse (24) d'un premier échange thermique entre le flux d'air délivré (11) et ledit élément structurel (23). 11Demande de brevet n 07 05640 VALEO SYSTEMES THERMIQUES N/ref : TFR 0566 18/10/2007 5.- Dispositif de contrôle (17) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le microprocesseur (18) comprend des deuxièmes moyens d'analyse (25) d'un deuxième échange thermique entre le flux d'air délivré (11) et l'air d'un environnement extérieur (5) du véhicule (1). 6.- Dispositif de contrôle (17) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le microprocesseur (18) comprend des troisièmes moyens d'analyse (26) d'un troisième échange thermique entre le flux d'air délivré (11) et la puissance thermique (27) admise par rayonnement à l'intérieur de l'habitacle (4). 7.- Dispositif de contrôle (17) selon les revendications 4,5 et 6, caractérisé en ce que le microprocesseur (18) comprend des moyens de détermination (28) d'une température de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle (4) à partir d'informations respectivement fournies par les premiers (24), deuxièmes (25) et troisièmes (26) moyens d'analyse. 8.- Installation (2) de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation comprenant un pulseur (7) et des moyens de traitement thermique (8) logés à l'intérieur du boîtier (6), caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un dispositif de contrôle (17) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9.- Installation (2) de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'assujettissement (29) de la mise en oeuvre du pulseur (7) et/ou des moyens de traitement thermique (8) du flux d'air (9), à partir d'une consigne de mise en oeuvre déterminée par le microprocesseur (18). 10.- Méthode de détermination d'une température théorique de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle (4) à partir de la mise en oeuvre d'un dispositif de contrôle (17) selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle consiste à effectuer de manière itérative au moins les étapes suivantes : 12Demande de brevet n 07 05640 VALEO SYSTEMES THERMIQUES N/ref : TFR 0566 18/10/2007 - déterminer ledit premier échange thermique entre le flux d'air délivré (11) et ledit élément structurel (23) du véhicule (1), - déterminer ledit deuxième échange thermique entre le flux d'air délivré (11) et l'air de l'environnement extérieur (5) du véhicule (1), - déterminer ledit troisième échange thermique entre le flux d'air délivré (11) et la puissance thermique (27) admise à l'intérieur de l'habitacle (4), puis - déterminer la température de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle (4) à partir des informations respectivement fournies par les premiers (24), deuxièmes (25) et troisièmes (26) moyens d'analyse. 1310