Brevet FR2931732A1 — publié le 20091204

i L'invention concerne un dispositif d'alimentation en air d'un groupe de climatisation d'habitacle d'un véhicule automobile. Un domaine d'application de l'invention concerne les véhicules automobiles de tout type, à essence, diesel ou autres. Les dispositifs concernés par l'invention sont ceux comportant une sortie d'air vers le groupe de climatisation et, en amont de cette sortie, une entrée d'air extérieur et un filtre à poussières. L'entrée d'air extérieur est destinée à être mise à l'atmosphère lorsque le véhicule roule, pour faire entrer de l'air de l'extérieur dans le groupe de 10 climatisation. Il y a dans les pays à fort empoussièrement des problèmes de colmatage rapide du filtre habitacle car ce dernier n'est pas adapté aux grosses particules. Ce colmatage rapide du filtre entraîne un dysfonctionnement de la prestation confort thermique : il y a perte de débit aux bouches d'air. 15 Différentes solutions techniques sont envisagées comme de purement et simplement enlever le filtre, au détriment de la prestation qualité de l'air habitacle, ou de diminuer la durée entre deux opérations de remplacement du filtre, ce qui ne préserve pas d'éventuels problèmes, car si l'utilisateur du véhicule ne respecte pas la préconisation de visite, il se plaindra si il a une perte de débit 20 d'air dans son véhicule. Une autre solution est la modification de l'architecture du boîtier de climatisation, couplée à une gestion intelligente du recyclage d'air. Actuellement, un filtre inertiel qui est une solution pour traiter les flux d'air à fort empoussièrement nécessite un grand encombrement pour une perte 25 de charge raisonnable, c'est-à-dire par exemple inférieure à 250 Pa à 500 m3/h. La mise en lieu et place du filtre actuel (média) est difficile compte tenu de la politique de réduction de la taille des groupes de climatisation, ainsi que des contraintes de démontage et d'accessibilité. Le document WO 2005/118149 décrit un dispositif de filtre cyclone 30 comportant une pluralité d'éléments cyclone pour filtrer l'air, ce dispositif comprenant une partie fixe et une partie mobile par rapport à la partie fixe, entre une position active de filtrage dans laquelle la partie mobile est proche de la partie fixe et une position inactive de filtrage dans laquelle la partie mobile est distante de la partie fixe. Ce système s'avère coûteux et peu compatible avec une réduction des dimensions du boîtier. Le document JP-A-2000-52743 concerne un dispositif de conditionnement d'air pour un véhicule comportant, en amont d'un filtre de poussières vers un ventilateur et une partie de climatisation, des première et deuxième entrées d'air extérieur, ainsi que des première et deuxième entrées d'air intérieur de l'habitacle du véhicule, un filtre désodorisant, une porte et des moyens de fermeture. Dans un premier mode d'ouverture vers l'extérieur, le filtre désodorisant est relevé, les première et deuxième entrées d'air extérieur sont ouvertes, tandis que les première et deuxième entrées d'air intérieur sont fermées par le moyen de fermeture et par la porte. Dans une deuxième position de mélange entre l'air intérieur et l'air extérieur, le filtre désodorisant se trouve dans la première entrée d'air extérieur, la deuxième entrée d'air extérieur est fermée par la porte qui ouvre la première entrée d'air intérieur, tandis que la deuxième entrée d'air intérieur est fermée par les moyens de fermeture. Dans un troisième mode, le filtre désodorisant se trouve dans la première entrée d'air extérieur et a un côté fermé par les moyens de fermeture, la deuxième d'entrée d'air extérieur est fermée par la porte, laquelle ouvre la première entrée d'air intérieur, les moyens de fermeture laissant ouverte la deuxième entrée d'air intérieur. Ce dispositif est également d'une structure et d'un fonctionnement compliqué, avec un encombrement difficile à éviter. L'invention vise à obtenir un dispositif palliant les inconvénients de 25 l'état de la technique. A cet effet, un premier objet de l'invention est un dispositif d'alimentation en air d'un groupe de climatisation d'habitacle d'un véhicule automobile, le dispositif comportant une sortie d'air vers le groupe de climatisation, et, situés en amont de la sortie d'air une première entrée d'air extérieur et un filtre à 30 poussières, caractérisé en ce que le filtre à poussières est prévu sur une première partie d'une section de passage d'air menant à la sortie, ladite section de passage d'air comportant une deuxième partie de passage d'air, non occupée par ledit filtre, un moyen d'obturation étant prévu, mobile entre l'une et l'autre d'au moins : - une première position de sélection d'ouverture de la première 35 partie pour le passage d'air au travers du filtre, et d'évitement de la deuxième partie, pour empêcher le passage d'air de l'entrée d'air extérieur dans la deuxième partie, - une deuxième position d'ouverture des première et deuxième parties pour le passage d'air de l'entrée d'air extérieur au travers du filtre et au travers de ladite deuxième partie, des moyens de commande étant prévus pour commander le moyen 5 d'obturation dans l'une des positions. Suivant des caractéristiques de l'invention : - Le dispositif comporte en outre une deuxième entrée d'air issu de l'habitacle du véhicule automobile, qui est au moins partiellement ouverte par le moyen d'obturation dans la première position et qui est obturée par le moyen 10 d'obturation dans la deuxième position. - Le dispositif comporte une troisième position, dans laquelle le moyen d'obturation obture à la fois le filtre et la deuxième partie de la section de passage et la deuxième entrée d'air est maintenue ouverte, les moyens de commande étant prévus pour commander le moyen d'obturation entre l'une et l'autre des 15 première, deuxième et troisième positions. - Ladite section de passage d'air est celle de la première entrée d'air extérieur. - Ou ladite section de passage d'air est celle de la chambre faisant communiquer la ou les entrée(s) avec la sortie. 20 - Le moyen d'obturation est formé par au moins un volet rotatif sur un axe de rotation. - Le moyen d'obturation comprend au moins un volet rotatif sur un axe de rotation et relié à distance de l'axe de rotation à au moins une paroi de fermeture pour obturer le filtre et/ou la deuxième partie de la section de passage 25 et/ou la ou les entrée(s) d'air dans les différentes positions. - La pièce entourant le filtre et la pièce délimitant la deuxième partie de la section de passage sont d'une seule pièce. - Le filtre est ajouré pour former la deuxième partie de la section de passage. 30 Un deuxième objet de l'invention est un véhicule automobile comportant un groupe de climatisation de son habitacle et un dispositif d'alimentation en air suivant l'une quelconque des revendications précédentes, relié par sa sortie au groupe de climatisation pour l'alimenter en air. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui 35 va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1 à 3 représentent schématiquement en coupe verticale un dispositif d'alimentation en air suivant l'invention, respectivement dans des première, deuxième et troisième positions différentes de fonctionnement, où les trajets d'air sont représentés par des flèches épaisses, dans un premier mode de réalisation, - la figure 4 représente schématiquement en perspective un exemple de réalisation d'un filtre pouvant être utilisé suivant l'invention, - la figure 5 représente schématiquement en coupe verticale un dispositif d'alimentation en air suivant l'invention suivant un deuxième mode de réalisation, où les première, deuxième et troisième positions sont représentées, - la figure 6 représente schématiquement en coupe verticale un dispositif d'alimentation en air suivant l'invention suivant un troisième mode de réalisation, où les première, deuxième et troisième positions sont représentées, - les figures 7A et 7B représentent schématiquement des variantes de réalisation d'un volet d'obturation pouvant être utilisé dans le dispositif suivant l'invention. Aux figures 1 à 3, le dispositif 10 d'alimentation est représenté intégré dans le châssis d'un véhicule V à proximité de son habitacle H. Le dispositif d'alimentation d'air achemine de l'air vers un groupe 1 de climatisation par une sortie 2. Le groupe 1 comporte un ou plusieurs accès 3 de communication d'air climatisé de celui-ci vers l'habitacle H. Dans la section de passage d'air entre la sortie 2 et l'accès 3 se trouve un filtre 5 à air, pouvant être traditionnel pour filtrer les particules ou combiné pour filtrer les particules et les gaz, ou à gaz et, derrière celui-ci, dans le sens de l'écoulement de l'air de la sortie 2 vers l'accès 3, un évaporateur 6. Un aérotherme 7 est prévu le long du trajet de l'air dans le conduit 4 entre l'évaporateur et l'accès 3. L'accès 3 comporte par exemple des sorties d'air pour le dégivrage d'une vitre de l'habitacle et/ou des sorties d'air situées à hauteur de la tête des personnes dans l'habitacle, par exemple sur le tableau de bord et/ou des sorties d'air situées à hauteur des pieds des personnes dans l'habitacle, par exemple situées au bas du tableau de bord. Le dispositif 10 d'alimentation en air se trouve en amont du groupe 1 de climatisation et communique avec la sortie 2. Le dispositif 10 d'alimentation en air comporte une première entrée 11 d'air extérieur, c'est-à-dire d'air atmosphérique, et une deuxième entrée 12 d'air intérieur, c'est-à-dire d'air de l'habitacle H, les entrées 11 et 12 étant distinctes l'une de l'autre. Un boîtier 100 délimite une section de passage d'air entre d'une part les entrées 11, 12 et d'autre part la sortie 2. La première entrée 11 d'air extérieur communique avec l'extérieur par un ou plusieurs orifice(s) 100, par exemple prévus à l'avant et en bas du pare-brise P du véhicule V à l'extérieur du véhicule. La deuxième entrée 12 d'air intérieur communique avec l'habitacle H par un ou plusieurs conduit(s) 120 d'air. Un conduit 111 d'arrivée d'air extérieur relie le ou les orifices 110 extérieurs à la première entrée 11. Suivant l'invention, dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 3, un deuxième filtre 13 distinct du premier filtre 5 du groupe 1 de climatisation occupe à demeure seulement une première partie 112 de la section de passage de la première entrée 11 d'air extérieur. Le deuxième filtre 13 peut être par exemple du type filtre inertiel. La deuxième partie 113 de la section de passage de la première entrée 11 d'air extérieur n'est pas occupée à demeure par le filtre 13 et est apte à être obturée ou laissée béante par un moyen 14 d'obturation qui sera décrit ci-dessous. Lorsqu'elles ne sont pas obturées, les entrées 11 et 12 communiquent avec une chambre intérieure 15 communiquant avec la sortie 2 vers le groupe 1. Le moyen 14 d'obturation comporte plusieurs positions de fonctionnement par rapport aux entrées 11 et 12. Dans la première position Pl représentée à la figure 1, le moyen 14 d'obturation obture la deuxième partie 113 de la première entrée 11 d'air extérieur sans obturer le filtre 13 et sans obturer complètement la deuxième entrée 12, dont au moins une partie 121 est maintenue béante. L'air extérieur ne peut alors pénétrer depuis l'entrée 11 dans la sortie 2 qu'en passant par le filtre 13 selon la flèche D. L'air de l'habitacle H pénètre alors par la partie ouverte 121 de l'entrée 12 dans la chambre 15 vers la sortie 2 selon la flèche D'. Dans ce mode nominal Pl, stabilisé, l'air est partiellement recyclé. Le débit D provient de l'extérieur et est filtré par le filtre inertiel 13, alors que le débit D'provient de l'habitacle et ne traverse pas le filtre 13. Ainsi, le filtre inertiel 13 est parcouru par un débit D qui lui permet de garder une perte de charge inférieure à une valeur prescrite, compatible avec le cahier des charges et dans un encombrement acceptable. Dans cette position Pl de recyclage partiel de l'air, le volet 14 de recyclage est en position intermédiaire de façon à ce que l'air extérieur soit entièrement filtré par le filtre inertiel 13. Dans la deuxième position P2 représentée à la figure 2, le moyen 14 d'obturation n'obture pas la deuxième partie 113 de l'entrée 1 l extérieure, ni le filtre 13, mais obture complètement la deuxième entrée 12 d'air intérieur. L'air extérieur pénètre alors en partie par le filtre 13 mais également en contournant le filtre 13 en passant par la partie béante 113 de l'entrée 11 selon la flèche F2 à la figure 2 vers la sortie 2. Dans cette mise en action tout air extérieur P2, le volet 14 ferme complètement l'entrée 12 d'air recyclé. Une partie du débit va passer dans le filtre inertiel 13, dont la section de passage est inférieure à celle du conduit 1l, et l'autre partie F2 du débit va être délivrée dans l'habitacle sans être filtrée, en contournant le filtre 13. Ce mode de mise en action peut ne durer que quelques minutes, et l'on peut repasser rapidement en mode nominal Pl, c'est-à-dire en recyclage partiel, où le débit D (air extérieur) est entièrement filtré. On peut occasionnellement passer en mode tout air extérieur P2 si un problème d'embuage survenait ou sur demande de la personne conduisant le véhicule. Dans la troisième position représentée à la figure 3, le moyen 14 d'obturation obture complètement l'entrée 11 d'air extérieur, en obturant aussi bien le filtre 13 que la deuxième partie 113 de cette entrée 11. Le moyen 14 d'obturation laisse ouverte la deuxième entrée 12, par exemple complètement ainsi que représenté à la figure 3. L'air extérieur ne peut plus alors pénétrer par l'entrée 11 vers la sortie 2, tandis que l'air intérieur pénètre alors par l'entrée 12 vers la sortie 2, ainsi que cela est représenté par la flèche F3. Dans cette mise en action tout recyclage P3, qui peut être occasionnelle sur certains véhicules lorsque la température extérieure est supérieure à une valeur seuil, l'habitacle est alimenté uniquement par le débit F3, provenant de l'habitacle. Ce mode peut perdurer si la température extérieure le permet, et il n'y a alors pas de perte de charge liée au filtre inertiel 13 puisque l'air provient uniquement de l'habitacle et ne traverse pas le filtre 13. On peut occasionnellement passer en mode tout recyclage P3 si par exemple un capteur de toxicité demande à fermer le volet 14 de recyclage ou sur demande de la personne conduisant le véhicule (par exemple pour obtenir plus de puissance frigorifique). Dans la position P3, le volet 14 de recyclage isole l'habitacle de l'extérieur. Le filtrage de grosses poussières n'est donc plus nécessaire. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 3, le moyen 14 d'obturation sert à la fois à l'obturation des première et deuxième entrées 1l, 12. Le moyen 14 d'obturation comprend par exemple à cet effet une partie mobile par rapport aux entrées 11, 12. Le moyen 14 d'obturation comporte par exemple un volet mobile d'obturation ainsi que représenté aux figures 1 à 3, déplaçable transversalement aux sections de passage des entrées 11 et 12. Bien entendu, plusieurs parties mobiles différentes pourraient être prévues pour former le moyen 14 d'obturation. Dans les figures 1 à 3, le volet est par exemple un volet, apte à coulisser d'une position à une autre. C'est par exemple un volet simple de forme sphérique. Des moyens 16 de commande sont prévus pour commander le déplacement du moyen 14 d'obturation entre l'une et l'autre des première, deuxième et troisième positions Pl, P2, P3. Ces moyens 16 de commande sont par exemple prévus sur le tableau de bord du véhicule, en comportant une interface utilisateur pour être commandés par la personne conduisant le véhicule dans l'habitacle. Dans le mode de réalisation de la figure 5, le moyen 14 d'obturation comporte par exemple un volet double, à savoir un premier volet 141 et un deuxième volet 142 distinct, tous deux montés rotatifs par une extrémité sur un même axe 143 de rotation en étant espacés d'un angle constant, les volets 141, 142 étant par exemple solidaires l'un de l'autre. Dans la première position Pl, le volet 141 se trouve sur la séparation entre le filtre 13 et la partie 113, tandis que des moyens de fermeture 144 supplémentaire, tels que par exemple ceux décrits ci-dessous, reliés au volet 141, obturent la partie 113, le deuxième volet 142 laisse passer l'air de l'entrée 12. Dans la deuxième position P2, les volets 141 et 142 obturent l'entrée 12 en laissant béants le filtre 13 et la partie 113. Dans la troisième position P3, les volets 141 et 142 obturent le filtre 13 et la partie 113 en laissant béante l'entrée 12. Dans les modes de réalisation représentés aux figures 7A et 7B, les moyens de fermeture 144 supplémentaire comportent par exemple une paroi 144 fixée au volet 141, sur sa partie éloignée de l'axe 143 de rotation. La paroi 144 peut par exemple avoir une forme cylindrique ainsi que représenté. A la figure 7A, le deuxième volet 142 est omis. A la figure 7B, le deuxième volet 142 est présent. En variante, dans le mode de réalisation représenté à la figure 6, le filtre 13 et la deuxième partie 113 de passage d'air sont prévus en aval des première et deuxième entrées 11 et 12 et en amont de la sortie 2 dans la chambre 15, tandis que le moyen 14 d'obturation est prévu dans l'espace situé entre d'une part les entrées 11 et 12 et d'autre part le filtre 13 et la partie 113. Le moyen 14 d'obturation est par exemple formé par un volet simple rotatif sur un axe 141 de rotation. Dans la première position Pl, le volet 14 laisse ouverte complètement la première entrée 1l sur le filtre 13 pour empêcher l'air extérieur de l'entrée 1l de passer dans la partie 113, tandis que le volet 14 laisse également ouverte la deuxième entrée 12 pour la relier à la partie béante 113. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4, le filtre 13 et la partie 113 délimitant un passage béant pour l'air sont d'une seule pièce 130, par exemple en étant entourés par le même cadre 131. La pièce 130 est par exemple rectangulaire en ayant la partie 113 béante le long d'un côté du filtre 13 en jouxtant celui-ci. La partie 113 est par exemple formée par ajourage. REVENDICATIONS1. Dispositif d'alimentation en air d'un groupe (1) de climatisation d'habitacle d'un véhicule automobile, le dispositif comportant une sortie (2) d'air vers le groupe de climatisation, et, situés en amont de la sortie (2) d'air une première entrée (11) d'air extérieur et un filtre (13) à poussières, caractérisé en ce que le filtre (13) à poussières est prévu sur une première partie (112) d'une section de passage d'air menant à la sortie (2), ladite section de passage d'air comportant une deuxième partie (113) de passage d'air, non occupée par ledit filtre (13), un moyen (14) d'obturation étant prévu, mobile entre l'une et l'autre d'au moins : - une première position (Pl) de sélection d'ouverture de la première partie (112) pour le passage d'air au travers du filtre (13), et d'évitement de la deuxième partie (113), pour empêcher le passage d'air de l'entrée (Il) d'air extérieur dans la deuxième partie (113), - une deuxième position (P2) d'ouverture des première et deuxième parties (112, 113) pour le passage d'air de l'entrée (Il) d'air extérieur au travers du filtre (13) et au travers de ladite deuxième partie (113), des moyens (16) de commande étant prévus pour commander le moyen (14) d'obturation dans l'une des positions. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une deuxième entrée (12) d'air issu de l'habitacle (H) du véhicule automobile, qui est au moins partiellement ouverte par le moyen (14) d'obturation dans la première position (Pl) et qui est obturée par le moyen (14) d'obturation dans la deuxième position (P2). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une troisième position (P3), dans laquelle le moyen (14) d'obturation obture à la fois le filtre (13) et la deuxième partie (113) de la section de passage et la deuxième entrée (12) d'air est maintenue ouverte, les moyens (16) de commande étant prévus pour commander le moyen (14) d'obturation entre l'une et l'autre des première, deuxième et troisième positions. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite section de passage d'air est celle de la première entrée (11) d'air extérieur.Io 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite section de passage d'air est celle de la chambre (15) faisant communiquer la ou les entrée(s) (11, 12) avec la sortie (2). 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen (14) d'obturation est formé par au moins un volet (14) rotatif sur un axe (143) de rotation. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen (14) d'obturation comprend au moins un volet (141, 142) rotatif sur un axe (143) de rotation et relié à distance de l'axe (143) de rotation à au moins une paroi (144) de fermeture pour obturer le filtre (13) et/ou la deuxième partie (113) de la section de passage et/ou la ou les entrée(s) (1l, 12) d'air dans les différentes positions. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce entourant le filtre (13) et la pièce délimitant la deuxième partie (113) de la section de passage sont d'une seule pièce (130). 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filtre (13) est ajouré pour former la deuxième partie (113) de la section de passage. 10. Véhicule automobile comportant un groupe (1) de climatisation de son habitacle (H) et un dispositif (10) d'alimentation en air suivant l'une quelconque des revendications précédentes, relié par sa sortie (2) au groupe (1) de climatisation pour l'alimenter en air.