Brevet FR2949716A1 — publié le 20110311

SYSTEME DE REGULATION AUTOMATIQUE DE LA TEMPERATURE D'UN HABITACLE DE VEHICULE L'invention concerne un système de régulation 5 automatique de la température d'un habitacle de véhicule. 10 De façon équipés d'un dispositif de occupants du température dispositif extérieur à connue, les véhicules automobiles sont dispositif de climatisation. Un tel climatisation offre la possibilité aux véhicule d'abaisser ou d'augmenter la sein de l'habitacle. Pour ce faire, un climatisation peut prélever de l'air au de l'habitacle ou réutiliser l'air se trouvant au sein de l'habitacle. Cette dernière solution permet d'augmenter ou de diminuer la température de l'habitacle 15 plus rapidement. Un tel dispositif de climatisation est par exemple décrit dans le brevet US4391320. Ce document décrit un dispositif de climatisation permettant de réguler la température de l'habitacle du véhicule en gérant la 20 répartition entre l'entrée d'air en provenance de l'extérieur et la réutilisation de l'air se trouvant au sein de l'habitacle. Cette régulation est effectuée en comparant la température souhaitée par les occupants du véhicule à la température extérieure ainsi qu'à la 25 température de l'habitacle. De façon quasi-similaire, le brevet US2006086495 propose un système pour piloter une climatisation en fonction de températures seuils. Selon une telle mise en oeuvre, de façon à augmenter ou diminuer rapidement la 30 température de l'habitacle, le taux d'air réutilisé et le taux d'air en provenance de l'extérieur sont définis par le système en fonction de la température mesurée au sein de l'habitacle du véhicule et de la température souhaitée par les occupants. Ce système de gestion vise à optimiser 35 la consommation énergétique de la climatisation par une gestion appropriée de la réutilisation de l'air habitacle. En revanche, ces climatisations qui utilisent l'air de l'habitacle du véhicule pour le réchauffer ou le refroidir avant de le réintroduire dans l'habitacle peuvent occasionner des inconvénients. Parmi ceux-ci, on peut citer la production d'air humide liée à la présence des occupants du véhicule. A force de circuler, l'air humide s'installe partout dans le véhicule et embue les vitres du véhicule. Le document JP2003326938 décrit un système pour 10 gérer à la fois un dispositif de climatisation et un dispositif de désembuage. Le système décrit dans la demande de brevet JP2003326938 permet de piloter les volets de répartition d'air que comporte le dispositif de climatisation de 15 façon à réguler, pour le confort des passagers, le taux d'humidité de l'air se trouvant au sein de l'habitacle du véhicule. Le système permet en outre de piloter, par augmentation ou diminution de la puissance électrique, le dispositif de désembuage de façon à supprimer la buée 20 lorsque son apparition ou son risque d'apparition est détecté. L'association de ces deux technologies entraîne cependant une consommation en énergie électrique accrue. Or de nombreux constructeurs se tournent 25 actuellement vers des véhicules munis de motorisation hybride voire totalement électrique. Afin d'optimiser les ressources en énergie de ces véhicules, il est nécessaire d'optimiser la consommation en énergie de ce type de dispositif de climatisation associé à un dispositif de 30 désembuage sans pour autant négliger le confort des occupants. Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un système de régulation de la température d'un habitacle de véhicule permettant de répondre de façon rapide et sûre 35 aux attentes des occupants tout en optimisant les ressources en énergie électrique que peut comporter le véhicule. A cette fin, l'invention porte sur un système de régulation automatique de la température d'un habitacle de véhicule, ledit système comportant : • des moyens de régulation de la puissance électrique fournie à un dispositif de désembuage, • des moyens de régulation d'un dispositif de climatisation, ledit système étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour piloter lesdits moyens de régulation dudit dispositif de climatisation en fonction d'une consigne de température et en fonction de ladite puissance électrique allouée par lesdits moyens de régulation au dit dispositif de désembuage. Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le système selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : • lesdits moyens de pilotage sont aptes à piloter lesdits moyens de régulations dudit dispositif de climatisation en fonction: - de la température extérieure au dit habitacle, - de la température intérieure dudit habitacle, -de la température d'air soufflé par ledit dispositif de climatisation ; • ledit système comporte un dispositif de détection d'un embuage ou d'un risque d'embuage d'une vitre du véhicule informant lesdits moyens de régulation de la puissance électrique d'un embuage ou d'un risque d'embuage ; • lorsque ledit dispositif de détection d'un embuage ou d'un risque d'embuage informe lesdits moyens de régulation de la puissance électrique d'un embuage ou d'un risque d'embuage de ladite vitre, lesdits moyens de régulations augmentent la puissance électrique allouée au dit dispositif de désembuage, l'augmentation de la puissance électrique entraînant une diminution par lesdits moyens de pilotage du pourcentage d'air de l'habitacle réutilisé par ledit dispositif de climatisation ; • ledit dispositif de désembuage est un pare-brise chauffant. L'invention porte en outre sur un véhicule muni d'un système de régulation automatique de la température d'un habitacle de véhicule conforme aux caractéristiques précitées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées ci-jointes parmi lesquelles : • la figure 1 représente un véhicule automobile muni d'un système de régulation automatique de la température d'un habitacle selon l'invention, • la figure 2 représente quatre courbes A, B, C 20 et D illustrant le fonctionnement du système selon l'invention représenté sur la figure 1. Pour des raisons de clarté, seuls les éléments utiles pour la compréhension de l'invention ont été représentés, et ceci sans respect de l'échelle et de 25 manière schématique. Sur la figure 1 est représenté un véhicule automobile 3 comportant: • un habitacle 2, • un dispositif de désembuage 5, 30 • un dispositif de climatisation 9, • un système 1 de régulation automatique de la température de l'habitacle 2 comportant: - des moyens de régulation 4 de la puissance électrique fournie au dispositif de désembuage 5, 35 - des moyens de régulation 6 du dispositif de climatisation 9, - des moyens 8 pour piloter les moyens de régulation 6 du dispositif de climatisation 9, • un dispositif de détection et/ou de calcul de détection d'un embuage ou d'un risque d'embuage 16, désigné dans la suite de la description par le terme � dispositif de détection 16 �, • un bouton 17 de réglage de la température habitacle, • une aération 18, • une vitre 19 formée par exemple par un pare-10 brise. Le dispositif de climatisation 9 comporte notamment: • un volet de mixage 10, • un volet de répartition 11 d'entrée d'air 15 extérieur et d'air intérieur, • un chauffage 14, • un ventilateur habitacle 15. Pour la suite de la description, les termes air extérieur désignent l'air se trouvant en dehors de 20 l'habitacle et inversement les termes air intérieur désignent l'air se trouvant au sein de l'habitacle. En outre, on entend par température extérieure, la température de l'air extérieur et on entend par température intérieure ou température habitacle, la 25 température de l'air intérieur, c'est-à-dire de l'air se trouvant au sein de l'habitacle 2 du véhicule 3. On entend par dispositif de désembuage 5 tout type de dispositif apte à désembuer une vitre 19 d'un véhicule automobile. On peut citer à titre d'exemple et de façon 30 non limitative, un pare-brise chauffant ou un ventilateur permettant de propulser de l'air sur le pare-brise 19 du véhicule 3. L'air peut être propulsé par l'aération 18 qui se trouve au pied du pare-brise 19. Le fonctionnement du système 1 de régulation 35 automatique de la température de l'habitacle 2 est à présent décrit. Un occupant du véhicule 3 définit une température souhaitée, cette dernière étant définie par exemple au moyen du bouton 17 se trouvant au sein de l'habitacle 2. Une consigne de température 7, correspondant à la température souhaitée par l'occupant du véhicule 3, est alors transmise aux moyens 8 de pilotage des moyens de régulation 6 du dispositif de climatisation 9. Parallèlement, le dispositif de détection 16 contrôle tout risque d'embuage de la vitre 19. A titre d'exemple et de façon non limitative, pour détecter un embuage le dispositif de détection 16 peut être formé par tout type de capteur permettant la détection de buée sur une vitre 19. En outre, de façon à pouvoir calculer un risque d'embuage, le dispositif de détection 16 peut par exemple comparer plusieurs paramètres tels que: • la température extérieure à l'habitacle 2, • la température intérieure de l'habitacle 2, • la température de l'air soufflé par le ventilateur 15. De façon générale, on entend par température d'air soufflé, la température de l'air introduit au sein de l'habitacle 2 par le dispositif de climatisation 9. Lorsque le dispositif de détection 16 détecte et/ou calcule un embuage ou un risque d'embuage de la vitre 19 du véhicule 3, il en informe les moyens de régulation 4 de la puissance électrique. Pour des raisons de sécurité, les moyens de régulation 4 de la puissance électrique augmentent alors la puissance électrique fournie au dispositif de désembuage 5. Une telle action permet de supprimer la buée ou d'empêcher la buée de se former sur la vitre 19 du véhicule 3. L'information relative à la puissance électrique allouée au dispositif de désembuage 5 par les moyens de régulation 4 de la puissance électrique est transmise aux moyens 8 de pilotage des moyens de régulation 6 du dispositif de climatisation 9. En résumé, les moyens 8 de pilotage reçoivent au moins deux types d'information, à savoir: • la consigne de température 7; et • la puissance électrique qui est fournie au 5 dispositif de désembuage 5 par les moyens de régulation 4 de la puissance électrique. Les moyens 8 de pilotage commandent alors, en fonction des deux informations susvisées, les moyens de régulation 6 du dispositif de climatisation 9 de façon à 10 ce que ces derniers commandent à leur tour les différents éléments du dispositif de climatisation 9 en vue de réguler la température de l'habitacle 2 pour atteindre la température définie par l'occupant du véhicule 3. A cet effet, le dispositif de climatisation 9 15 comporte un volet de répartition 11 d'air extérieur et d'air intérieur. Ce volet de répartition 11 permet de faire passer au travers du ventilateur 15 un pourcentage d'air en provenance de l'extérieur et un pourcentage complémentaire d'air en provenance de l'habitacle. 20 De façon à minimiser la puissance électrique consommée par le dispositif de climatisation 9, lorsque la température intérieure approche la température définie par la consigne de température 7, les moyens de régulation 6 du dispositif de climatisation 9 pilotent le 25 dispositif de climatisation 9 de façon à réutiliser au maximum l'air de l'habitacle 2. La réutilisation de l'air de l'habitacle 2 réchauffé ou refroidi permet d'atteindre plus rapidement la consigne de température 7. Cette particularité permet de minimiser la consommation du 30 dispositif de climatisation 9. Le dispositif de climatisation 9 comporte en outre un ventilateur habitacle 15 permettant de mélanger l'air extérieur avec l'air de l'habitacle pour le propulser au travers d'un radiateur 14 ou éventuellement d'un 35 refroidisseur annexe non représenté. Le radiateur 14 permet de réchauffer l'air propulsé par le ventilateur 15. Le dispositif de climatisation 9 est également muni d'un volet de mixage 10 permettant de faire passer un certain pourcentage d'air propulsé en dehors du radiateur 14 et un certain pourcentage au travers du radiateur 14. L'air passant au travers du radiateur 14 et l'air passant en dehors du radiateur 14 sont ensuite mélangés pour atteindre la température souhaitée. L'air en résultant peut ensuite être introduit au sein de l'habitacle 2. Il est à noter que cet air correspond à l'air propulsé. Les moyens 8 de pilotage commandent les moyens 6 de régulation du dispositif de climatisation 9 en maximisant la réutilisation de l'air se trouvant au sein de l'habitacle 2 et en optimisant également l'alimentation du chauffage 14. Ces actions permettent de minimiser la consommation en énergie électrique du dispositif de climatisation 9. En outre, le dispositif de désembuage 5 est alimenté en continu de façon à éviter un embuage. Néanmoins, si cette caractéristique n'est pas suffisante, et si un risque d'embuage ou un embuage est détecté et/ou calculé par le dispositif de détection 16, deux actions sont effectuées: • les moyens de régulation 4 de la puissance électrique augmentent la puissance électrique allouée au dispositif de désembuage 5 de façon à faire disparaître la buée ou éliminer le risque d'embuage; et • les moyens de pilotage 8 commandent les moyens de régulation 6 du dispositif de climatisation 9 de façon à ce qu'ils diminuent le pourcentage d'air réutilisé par le dispositif de climatisation 9 jusqu'à ce que le dispositif de détection 16 ne détecte plus de buée ou de risque d'embuage. Les courbes A, B, C et D de la figure 2 illustrent le fonctionnement du système 1 selon l'invention. Plus particulièrement, les courbes A et B illustrent la mise en oeuvre d'un système 1 conforme à l'invention selon un premier mode opératoire et les courbes C et D illustrent la mise en oeuvre d'un système conforme à l'invention selon un deuxième mode opératoire. Les courbes A et C illustrent un premier mode opératoire du système de régulation 1 selon l'invention. Cette mise en oeuvre est réalisée lorsqu'aucun embuage n'est détecté par le dispositif de détection 16. La consigne de température 7 correspondant à la température définie par un occupant du véhicule au moyen du bouton de réglage 17 est de +20°C et la température de l'habitacle 2 avoisine +20°C. Le dispositif de désembuage 5 peut par exemple recevoir une puissance électrique maximale d'une valeur de 1000W. Le pourcentage de cette puissance électrique maximale est reporté sur l'axe des ordonnées de la figure 2 par un taux équivalent à 100. La courbe A représente le pourcentage de la puissance électrique maximale Pmax (ici Pmax est environ égale à 1000W) qui est fournie par les moyens de régulation 4 au dispositif de désembuage 5 en fonction de la température extérieure en °C. La courbe C représente le pourcentage d'air réutilisé par le dispositif de climatisation 9 pour réchauffer ou refroidir l'air de l'habitacle 2 en fonction de la température extérieure en °C. Les moyens de régulation 4 augmentent ou diminuent la puissance électrique fournie au dispositif de désembuage 5 en fonction du calcul de détection ou de la détection d'un risque d'embuage réalisé par le dispositif de détection 16. Par exemple, le calcul de détection est réalisé par le dispositif de détection 16 en comparant la température habitacle et la température extérieure. A ce titre, aucun risque d'embuage n'est détecté par le dispositif de détection 16 lorsque la différence de température entre la température habitacle et la température extérieure est sensiblement nulle. De ce fait, tel qu'illustré par la courbe A, la puissance électrique allouée par les moyens de régulation 4 au dispositif de désembuage 5 est nulle lorsque la température extérieure, représentée sur l'axe des abscisses, est de +20°C. Lorsque la température extérieure avoisine 0°C, la différence de température entre la température habitacle (+20°C) et la température extérieure (0°C) est de 20°C. Par conséquent, les moyens de détection 16 calculent un risque d'embuage et en informent les moyens de régulation 4 de la puissance électrique. Les moyens de régulation 4 de la puissance électrique vont alors augmenter la puissance électrique qui est fournie au dispositif de désembuage 5 de façon à supprimer le risque d'embuage. A titre d'exemple, lorsque la température extérieure avoisine 0°C, une puissance électrique équivalente à 20% de la puissance électrique maximale, soit environ 200W, est fournie au dispositif de désembuage 5 par les moyens de régulation 4 de la puissance électrique. Si la température extérieure diminue de nouveau pour atteindre -10°C, les moyens de détection 16 vont calculer un risque d'embuage et en informer les moyens de régulation 4 de la puissance électrique pour qu'ils augmentent de nouveau la puissance électrique qui est fournie au dispositif de désembuage 5. Tel qu'illustré sur la courbe A, les moyens de régulation 4 de la puissance électrique allouent une puissance équivalente à 30% de la puissance électrique maximale, soit environ 300W, au dispositif de désembuage 5. Parallèlement, les moyens de pilotage 8 commandent les moyens de régulation 6 du dispositif de climatisation 9 en fonction de la consigne de température 7 et en fonction de la puissance électrique qui est fournie par les moyens de régulation 4 de la puissance électrique au dispositif de désembuage 5. Ce pilotage est réalisé de façon à favoriser l'autonomie en énergie électrique du véhicule 2. Pour ce faire, les moyens de pilotage 8 maximisent le pourcentage d'air réutilisé. A titre d'exemple et tel qu'illustré sur la courbe C, le pourcentage d'air réutilisé s'élève à 50% lorsque la puissance électrique qui est fournie au dispositif de désembuage 5 avoisine 200W et que la température extérieure est de 0°C. Le pourcentage d'air réutilisé avoisine 75% lorsque la puissance électrique qui est fournie au dispositif de désembuage 5 avoisine 300W et que la température extérieure est de -10°C. Il est à noter que le fait de réchauffer l'air habitacle au maximum lorsque la température extérieure est faible permet de diminuer la puissance électrique fournie au radiateur 14 donc au dispositif de climatisation 9 en général. En effet, il est plus rapide de réchauffer l'air de l'habitacle, lequel possède une température sensiblement équivalente à la valeur de la consigne de température 7, que de réchauffer l'air extérieur possédant par exemple une température inférieure de 30°C à la consigne de température 7. Les courbes B et D illustrent un deuxième mode opératoire du système de régulation 1 selon l'invention. Cette mise en oeuvre est réalisée lorsqu'un embuage est détecté et/ou calculé par le dispositif de détection 16. La consigne de température 7 définie par l'occupant du véhicule 3 au moyen du bouton de réglage 17 est de +20°C et la température de l'habitacle 2 avoisine +20°C. La courbe B représente le pourcentage de la puissance électrique maximale qui est fournie par les moyens de régulation 4 au dispositif de désembuage 5 en fonction de la température extérieure. La courbe D représente le pourcentage d'air réutilisé par le dispositif de climatisation 9 pour réchauffer ou refroidir l'air de l'habitacle 2 en fonction de la température extérieure. On constate que la courbe B est située au dessus de la courbe A. En d'autres termes, dans le deuxième mode opératoire, la puissance électrique qui est allouée au dispositif de désembuage 5 est supérieure à la puissance électrique qui est allouée au dispositif de désembuage 5 lorsqu'aucun embuage n'est détecté. Parallèlement, lorsque la puissance électrique fournie au dispositif de désembuage 5 est augmentée par les moyens de régulation 4 de la puissance électrique, les moyens de pilotage 8 en sont informés. Ces derniers peuvent ainsi agir sur les moyens de régulation 6 du dispositif de climatisation 9. Comparativement à la courbe C, la courbe D se situe en dessous de la courbe C. Lorsqu'un embuage est détecté, le pourcentage d'air réutilisé par le système de climatisation 9 est diminué par les moyens de pilotage 8. Lorsque la puissance électrique du dispositif de désembuage 5 est élevée et que le pourcentage d'air réutilisé par le dispositif de climatisation 9 est faible, la buée tend à disparaître rapidement. Dès lors que la buée disparaît, le système 1 selon l'invention fonctionne en conformité avec le premier mode opératoire illustré par les courbes A et C. Cette mise en oeuvre permet donc de maintenir une consommation globale en énergie électrique du dispositif de désembuage 5 et du dispositif de climatisation 9 à un taux réduit. Comme illustré par la courbe B, lorsqu'un embuage est détecté par le dispositif de détection 16: • la puissance électrique qui est fournie par les moyens de régulation 4 de la puissance électrique au dispositif de désembuage 5 s'élève à 4o% de la puissance électrique maximale, soit 400W, lorsque la température extérieure avoisine les 0°C. Pour une température extérieure similaire, lorsqu'aucun embuage n'est détecté par les moyens de détection 16, les moyens de régulations 4 de la puissance électrique allouent une puissance électrique de 200W au dispositif de désembuage 5. • la courbe D indique que le pourcentage d'air réutilisé par le système de climatisation 9 est de 25% lorsque la température extérieure est de 0°C et que la puissance électrique allouée au dispositif de désembuage 5 est de 400W. Ce pourcentage est inférieur au pourcentage d'air réutilisé par le dispositif de climatisation 9 lorsqu'aucun embuage n'est détecté. A titre de comparaison pour une température extérieure similaire, c'est-à-dire de 0°C, et une puissance électrique allouée au dispositif de désembuage 5 de 200W, le pourcentage d'air réutilisé par le dispositif de climatisation 9 est de 50%. En résumé, c'est en fonction de la température extérieure, de la température intérieure, de la température d'air soufflé, de la consigne de température et de la puissance électrique allouée au dispositif de désembuage 5 que les moyens de pilotage 8 commandent les moyens de régulation 6 du dispositif de climatisation 9 de façon à favoriser l'autonomie des sources en énergie électrique du véhicule 3. En outre, cette gestion automatique et en parallèle du dispositif de désembuage 5 et de la climatisation 9 permet . • d'optimiser le pourcentage de réutilisation 20 d'air intérieur, • de posséder un pourcentage minimum de réutilisation d'air intérieur. Le système selon l'invention peut s'appliquer à tout type de véhicule embarquant un dispositif de 25 climatisation et un dispositif de désembuage. De ce fait, l'invention est notamment applicable au domaine automobile, aéronautique ou encore ferroviaire. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes du système selon 30 l'invention et notamment en ce qui concerne les niveaux de puissance électrique alloués au dispositif de désembuage 5 et en ce qui concerne la répartition d'air réutilisé et d'air extérieur sans pour autant sortir du cadre du brevet. REVENDICATIONS1. Système de régulation automatique de la température (1) d'un habitacle (2) de véhicule (3), ledit système (1) comportant : • des moyens de régulation (4) de la puissance électrique fournie à un dispositif de désembuage (5), • des moyens de régulation (6) d'un dispositif de climatisation (9), ledit système (1) étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (8) pour piloter lesdits moyens de régulation (6) dudit dispositif de climatisation (9) en fonction d'une consigne de température (7) et en fonction de ladite puissance électrique allouée par lesdits moyens de régulation (4) de ladite puissance électrique au dit dispositif de désembuage (5). 2. Système (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens de pilotage (8) sont aptes à piloter lesdits moyens de régulations (6) dudit dispositif de climatisation (9) en fonction: • de la température extérieure au dit habitacle (2), • de la température intérieure dudit habitacle (2), • de la température d'air soufflé par ledit dispositif de climatisation (9). 3. Système 1 selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection d'un embuage ou d'un risque d'embuage (16) d'une vitre (19) du véhicule (3) informant lesdits moyens de régulation (4) de la puissance électrique d'un embuage ou d'un risque d'embuage. 4. Système (1) selon la revendication 3 caractérisé en ce que lorsque ledit dispositif de détection d'unembuage ou d'un risque d'embuage (16) informe lesdits moyens de régulation (4) de la puissance électrique d'un embuage ou d'un risque d'embuage de ladite vitre (19), lesdits moyens de régulations (4) augmentent la puissance électrique allouée au dit dispositif de désembuage (5), l'augmentation de la puissance électrique entraînant une diminution par lesdits moyens de pilotage (8) du pourcentage d'air de l'habitacle réutilisé par ledit dispositif de climatisation (9). 5. Système (1) selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ledit dispositif de désembuage (5) est un pare-brise chauffant. 6. Véhicule (3) caractérisé en ce qu'il comporte un système (1) selon l'une des revendications 1 à 5.