Brevet FR2925439A1 — publié le 20090626

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE DE LIQUIDE POUR VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un dispositif de chauffage d'une quantité 5 de liquide pour un véhicule automobile. On s'intéresse dans la suite principalement mais non exclusivement au dispositif de chauffage d'un liquide de nettoyage, apte à être relié d'une part, à un réservoir contenant ledit liquide de nettoyage, et d'autre part, à au moins un gicleur ou un balai d'essuie-glace muni de rampes d'arrosage intégrées, placé à 10 proximité d'une surface à nettoyer d'un véhicule automobile, telles que le pare-brise et/ou la lunette arrière. Dans ce cas, le nettoyage des surfaces vitrées est réalisé par action conjointe du système permettant au liquide d'arriver jusqu'à ces surfaces, et du système d'essuyage à un ou deux balais équipant le véhicule. Cependant, la présente invention peut également être utilisée dans le 15 cadre du nettoyage d'autres surfaces, par exemple les parties extérieures des projecteurs ou phares, ou bien pour le chauffage de tout liquide. Il est déjà connu qu'un nettoyage amélioré des surfaces vitrées peut être obtenu en chauffant le liquide de nettoyage avant qu'il ne soit projeté sur la surface à nettoyer au moyen du ou des gicleurs. Par ailleurs, le liquide de 20 nettoyage chauffé peut également aider à des opérations de dégivrage du pare-brise. Différentes solutions ont déjà été proposées pour permettre une élévation de la température du liquide lave-glace : Une première solution connue consiste à utiliser directement l'énergie 25 du moteur du véhicule automobile pour chauffer le liquide de nettoyage. Les températures obtenues sont cependant trop importantes, typiquement supérieures à 70°C, ce qui crée le risque d'occasionner des brûlures graves sur des personnes se trouvant à proximité du véhicule. Une autre solution connue consiste à chauffer le liquide en utilisant 30 l'énergie du radiateur du véhicule automobile. Cette solution a cependant été peu utilisée car il est nécessaire d'attendre que le moteur chauffe un certain temps avant de pouvoir effectivement élever la température du liquide de 2 nettoyage. Dans une troisième solution proposée, une résistance placée directement dans le réservoir de liquide de nettoyage permet de chauffer ce liquide. Cette solution n'est cependant pas optimale du fait que l'ensemble du liquide contenu dans le réservoir doit à chaque fois être chauffé alors que seule une petite quantité de liquide est prélevée, augmentant de ce fait inutilement le temps de chauffage, et détruisant à terme les propriétés intrinsèques du liquide. Les dernières solutions connues consistent à utiliser un dispositif de chauffage placé dans le chemin de circulation du liquide entre le réservoir de liquide et le ou les gicleurs, permettant d'élever la température d'une quantité de liquide prélevée dans le réservoir au moment où l'on actionne la commande du lave-glace, généralement par le levier de commande placé à côté du volant et contrôlant entre autre l'actionnement des essuie-glace. Parmi ces solutions, le chauffage proprement dit s'effectue soit par contact direct d'une résistance chauffante avec le liquide à chauffer, soit par contact indirect. On connaît notamment du document US 2007/0084484 un dispositif de chauffage du liquide lave-glace avec contact indirect, dans lequel des éléments chauffants sont mis en contact avec une masse en matériau thermiquement conducteur de façon à chauffer cette masse. Un chemin pour l'écoulement du liquide entre une entrée et une sortie est pratiqué directement dans la masse. Le liquide, lors de son passage le long de ce chemin, absorbe ainsi la chaleur de ta masse. Dans le mode de réalisation décrit, les éléments électriques de chauffage sont surmoulés par le matériau thermiquement conducteur formant la masse. Le principal inconvénient de ce type de structure est lié à l'inertie thermique de la masse. La durée nécessaire à l'obtention d'un liquide suffisamment chauffé est ainsi trop importante, ce qui est un désavantage, notamment dans des phases d'utilisations particulières du dispositif telles qu'une phase de dégivrage de pare-brise ou de lunette arrière. Une autre solution permettant le chauffage de liquide par contact direct est décrite dans le document US 5, 509, 606. D'après ce document, le dispositif 3 de chauffage est mis en route dès lors que la voiture a été démarrée. Le liquide contenu dans un réservoir du dispositif est alors maintenu constamment à une température supérieure de 50° par rapport à la température ambiante. On s'assure ainsi que te liquide sort bien à la bonne température au moment où un utilisateur souhaitera utiliser le lave-glace, tout en prenant en compte les températures ambiantes qui sont bien entendu différentes en été et en hiver. Le problème principal de ce type de solution réside dans le fait que les résistances chauffantes utilisées pour chauffer directement le liquide sont à des températures extrêmement élevées, entraînant localement une vaporisation du liquide. La présente invention a pour but de proposer un nouveau dispositif de chauffage palliant les inconvénients précités. Ce but est atteint selon l'invention qui propose un dispositif de chauffage de liquide pour véhicule automobile, comportant un ensemble fermé délimitant une cavité formant réservoir pour recevoir une quantité de liquide à chauffer entre une entrée et une sortie du dispositif, des rnoyens de chauffage de ladite quantité de liquide, et des moyens de contrôle aptes à contrôler le fonctionnement desdits moyens de chauffage, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage comportent : - des premiers moyens électriques de chauffage placés dans le réservoir en contact direct avec le liquide - un élément en matériau thermiquement conducteur en contact direct avec le liquide et des seconds moyens électriques de chauffage en contact direct avec ledit élément, les seconds moyens électriques de chauffage étant aptes à chauffer indirectement la quantité de liquide dans le réservoir par l'intermédiaire dudit élément, et en ce que lesdits moyens de contrôle sont aptes à commander l'alimentation simultanée ou sélective des premiers et seconds moyens électriques de chauffage. 4 De préférence, lesdits moyens de contrôle sont aptes à commander l'alimentation simultanée des premiers et seconds moyens électriques de chauffage pendant une première phase d'un cycle de chauffage, puis l'alimentation des seuls seconds moyens électriques de chauffage pendant une 5 seconde phase dudit cycle de chauffage. Le dispositif de chauffage de liquide trouve avantageusement mais non limitativement application pour le chauffage d'un liquide lave-glace. Dans ce cas, l'entrée du dispositif est apte à recevoir une quantité de liquide provenant d'un réservoir de liquide de nettoyage, et la sortie est apte à délivrer la 10 quantité de liquide chauffé à au moins un gicleur d'un système de lave-glace. Les avantages ainsi que d'autres particularités de l'invention seront détaillés dans la description qui suit d'un exemple de réalisation possible d'un dispositif de chauffage de liquide conforme à la présente invention, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : 15 -la figure 1 illustre en perspective les principaux éléments constitutifs d'un dispositif de chauffage selon un mode de réalisation préféré de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif complet correspondant au dispositif partiellement représenté de la figure 1 ; - la figure 3 illustre une coupe longitudinale du dispositif de la figure 2. 20 Un exemple particulièrement compact d'un dispositif de chauffage conforme à la présente invention va à présent être décrit en référence aux figures. Les figures 2 et 3 représentent le dispositif complet vu respectivement selon une coupe transversale et selon une coupe longitudinale, alors que la 25 figure 1 illustre la structure interne du dispositif. En référence à ces trois figures, un dispositif de chauffage conforme à la présente invention comprend une cavité formant réservoir 1 pour recevoir une quantité de liquide à chauffer entre une entrée I (voir figure 3) et une sortie (non visible) du dispositif, des moyens de chauffage aptes à chauffer cette quantité de liquide, et des moyens 30 de contrôle aptes à contrôler le fonctionnement desdits moyens de chauffage, les moyens de contrôle étant représentés ici schématiquement par une carte de circuit imprimé 2 portant les circuits électroniques de contrôle. Selon l'invention, les moyens de chauffage précités comportent : - des premiers moyens électriques de chauffage, dans l'exemple représenté, deux résistances chauffantes 3 et 4, ces premiers moyens étant placés dans te 5 réservoir 1 de façon à être en contact direct avec le liquide - un élément 5 en matériau thermiquement conducteur en contact direct avec le liquide et des seconds moyens 6 électriques de chauffage en contact direct avec cet élément 5, les seconds moyens 6 électriques de chauffage étant en conséquence aptes à chauffer indirectement la quantité de liquide dans le réservoir par l'intermédiaire de cet élément 5. Dans l'exemple de réalisation non limitatif représenté, les seconds moyens sont constitués d'une résistance électrique 6 surmoulée par le matériau de l'élément 5. En variante, on pourrait utiliser plusieurs résistances surmoulées, ou encore, une ou plusieurs résistances fixées par collage sur une paroi externe de l'élément 5, par exemple sous l'élément 5. De manière avantageuse, l'élément 5 constitue en outre une partie de l'ensemble délimitant la cavité formant réservoir 1, notamment la partie inférieure. Ainsi, dans l'exemple préféré représenté, l'élément 5 se présente sous une forme générale parallélépipédique définissant, comme visible sur la partie droite des figures 1 et 2, un premier espace à l'intérieur duquel les résistances 3 et 4 s'étendent longitudinalement, et, comme visible sur la partie gauche, un deuxième espace contigu au premier, en dessous duquel s'étend la résistance surmoulée 6, parallèlement aux autres résistances. Cet agencement particulier permet de réaliser un dispositif très compact. De plus, le fait que les différents éléments de chauffage électriques s'étendent selon une même direction longitudinale permet de faciliter la réalisation des interfaces de connexion permettant l'alimentation électrique de ces éléments. Notamment, toute l'interface de connexion électrique peut être réalisée d'un même côté du dispositif, comme visible sur la figure 1. La carte de circuit imprimé 2 portant les moyens de contrôle est avantageusement fixée parallèlement à la paroi inférieure de l'élément 5. 6 Néanmoins, d'autres formes de l'élément 5 et d'autres agencements possibles des résistances 3, 4 et 6 peuvent être choisis sans départir du cadre de la présente invention. Au niveau du deuxième espace situé au voisinage de la résistance surmoulée 6, l'élément 5 présente en outre avantageusement une pluralité d'ailettes 7 placées transversalement, permettant de favoriser l'échange thermique entre l'élément 5 et le liquide. L'ensemble tel que représenté dans la figure 1 est placé dans un boîtier de protection thermique servant également à l'étanchéité. Dans l'exemple non limitatif représenté, ce boîtier est constitué d'une coque inférieure 8, et d'une coque supérieure 9 formant couvercle, les deux coques étant assemblées de façon étanche. La coque supérieure 9 délimite, avec l'élément 5, la cavité formant réservoir 1 pour le liquide. Selon un autre aspect de l'invention, les moyens de contrôle portés par la carte de circuit imprimé 2 sont aptes à commander l'alimentation simultanée ou sélective des premiers 3, 4 et seconds 6 moyens électriques de chauffage. Ainsi, les résistances 3 et 4 seront utilisées avantageusement lors de phases où l'on souhaite monter rapidement en température, alors que la résistance surmoulée 6 peut être utilisée seule lorsqu'il s'agit de maintenir la température atteinte sensiblement au même niveau. Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de contrôle sont programmés de façon à commander: - d'abord l'alimentation simultanée des premiers et seconds moyens électriques de chauffage pendant une première phase d'un cycle de chauffage, - puis l'alimentation des seuls seconds moyens électriques de chauffage pendant une seconde phase dudit cycle de chauffage. Le fait de combiner les deux principes de chauffage (direct et indirect) pendant la première phase du cycle permet d'atteindre sur un temps relativement court, typiquement de l'ordre de 1 à 2 minutes, la température souhaitée pour le liquide, par exemple de l'ordre de 75°C, tout en réduisant les risques de vaporisation locale du liquide rencontrés avec les dispositifs connus à 7 chauffage direct. D'autres type de contrôle peuvent être envisagés comme celui consistant à utiliser uniquement le chauffage par contact direct (alimentation des résistances 3 et 4) pendant une première phase du cycle de chauffage, puis uniquement le chauffage indirect (alimentation de ta résistance surmoulée 6) pendant une deuxième phase du cycle de chauffage. Dans tous les cas, le contrôle s'effectue de préférence grâce à une mesure de la température par un capteur de mesure (non représenté) délivrant ta température mesurée aux moyens de contrôle. Ces derniers peuvent ainsi adapter au mieux la commande en sélectionnant l'un ou l'autre des deux moyens de chauffage, ou en les combinant. On peut notamment définir plusieurs valeurs seuil de température, par exemple une première valeur permettant de définir à quel moment on peut stopper le chauffage direct tout en continuant le chauffage indirect, et une deuxième valeur permettant de définir à quel moment on peut stopper le chauffage indirect. De même on peut définir d'autres valeurs seuil telle qu'une valeur en-deçà de laquelle on doit réactiver l'un et/ou l'autre des deux modes de chauffage. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage de liquide pour véhicule automobile, comportant un ensemble fermé délimitant une cavité formant réservoir (1) pour recevoir une quantité de liquide à chauffer entre une entrée (I) et une sortie du dispositif, des moyens (3-6) de chauffage de ladite quantité de liquide, et des moyens de contrôle (2) aptes à contrôler le fonctionnement desdits moyens de chauffage, caractérisé en CE' que lesdits moyens (3-6) de chauffage comportent : - des premiers moyens (3, 4) électriques de chauffage placés dans le réservoir (1) en contact direct avec le liquide -un élément (5) en matériau thermiquement conducteur en contact direct avec le liquide et des seconds moyens (6) électriques de chauffage en contact direct avec ledit élément (5), les seconds moyens (6) électriques de chauffage étant aptes à chauffer indirectement la quantité de liquide clans le réservoir par l'intermédiaire dudit élément (5), et en ce que lesdits moyens (2) de contrôle sont aptes à commander l'alimentation simultanée ou sélective des premiers (3, 4) et seconds (6) rnoyens électriques de chauffage. 2. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (2) de contrôle sont aptes à commander l'alimentation simultanée des premiers (3, 4) et seconds (6) moyens électriques de chauffage pendant une première phase d'un cycle de chauffage, puis l'alimentation des seuls seconds (6) moyens électriques de chauffage pendant une seconde phase dudit cycle de c:hauffage. 3. Dispositif de chauffage de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit élément (5) constitue en outre une partie de l'ensemble délimitant la cavité formant réservoir (1). 9 4. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit élément (5) définit, un premier espace à l'intérieur duquel les premiers moyens (3, 4) électriques de chauffage s'étendent longitudinalement. 5. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément (5) définit un deuxième espace contigu audit premier espace, en dessous duquel les seconds moyens (6) électrique de chauffage s'étendent longitudinalement. 6. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit élément (5) comporte une pluralité d'ailettes (7) transversales au niveau du deuxième espace. 7. Dispositif de chauffage de liquide selon l'unie quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens (2) de contrôle sont placés sur une carte de circuit imprimé s'étendant parallèlement à une paroi inférieure de l'élément (5),. 8. Dispositif de chauffage de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les seconds moyens (6) électriques comportent une résistance électrique surmoulée par l'élément (5). 9. Dispositif de chauffage de liquide selon l'unie quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier de protection thermique servant également à l'étanchéité, à l'intérieur duquel sont disposés lesdits moyens (2) de contrôle et lesdits moyens (3-6) de chauffage. 10. Dispositif de chauffage de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite entrée (I) est apte à recevoir une quantité de liquide provenant. d'un réservoir deliquide de nettoyage, et ladite sortie est apte à délivrer la quantité de liquide chauffé à au moins un gicleur d'un système de lave-glace.