Brevet FR3006245A1 — publié le 20141205

DISPOSITIF DE VENTILATION DE CHAUFFAGE ET/OU DE CLIMATISATION D'UN VEHICULE L'invention se rapporte à un dispositif de ventilation de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule. Actuellement, plusieurs solutions sont proposées pour assurer cette fonction de chauffage et/ou climatisation. L'une consiste à placer un volet de mixage en amont d'un radiateur chauffé par l'eau de refroidissement d'un moteur thermique de véhicule. En fonction de la température désirée, la position du volet de mixage est réglée de manière à dévier une fraction plus ou moins importante de l'air incident vers ledit radiateur afin d'être chauffée. L'air chauffé par ledit radiateur et l'air non chauffé se mélangent ensuite dans une zone de mixage, avant d'être distribué dans différentes zones du véhicule pour assurer une fonction spécifique de chauffage et/ou de refroidissement. Une autre solution consiste à utiliser un radiateur électrique, basse ou haute tension, piloté par un dispositif électrique interne et associé également à au moins un volet de mixage, le principe de fonctionnement de cette solution étant analogue à celui de la solution décrite ci-avant. Toutes ces solutions ont pour dénominateur commun de mettre en oeuvre au moins un volet de mixage et son dispositif d'actionnement associé. Or, l'utilisation d'un tel volet présente plusieurs inconvénients : - un surcoût lié à la fabrication du volet et de son dispositif d'actionnement et à leur montage dans le véhicule, - un encombrement important dans le véhicule débordant notamment dans l'habitacle et réduisant ainsi l'espace disponible pour les occupants dudit véhicule, - un réglage précis de la cinématique de déplacement du volet de mixage toujours délicat à obtenir, - une augmentation du risque de pannes, en raison du déplacement du volet. Les dispositifs de ventilation de chauffage et/ou de climatisation selon l'invention fonctionnent avec un bon niveau de performance tout en s'affranchissant des inconvénients relevés dans l'état de la technique. L'invention a pour objet un dispositif de ventilation de chauffage et/ou 5 de climatisation d'un véhicule comprenant un radiateur électrique apte à délivrer une puissance de chauffage. La principale caractéristique d'un dispositif de ventilation de chauffage et/ou de climatisation selon l'invention, est qu'il comprend un calculateur et un potentiomètre manuel doté d'un organe de commande, ledit calculateur et 10 ledit potentiomètre étant reliés au radiateur de manière à obtenir une température d'air soufflé, qui est proportionnelle à l'amplitude d'actionnement dudit organe de commande. Autrement dit, un dispositif selon l'invention s'affranchit de l'utilisation d'un volet de mixage en le remplaçant par un ensemble constitué par un potentiomètre et un calculateur, ledit ensemble 15 étant relié électriquement au radiateur afin de permettre à un occupant du véhicule de piloter la température de l'air soufflé en sortie de radiateur, au moyen de l'organe de commande du potentiomètre. Généralement, le radiateur électrique ne fournit pas instantanément la température de chauffage voulue, en raison principalement de son inertie, obligeant les 20 passagers à attendre un certain temps avant d'obtenir la température souhaitée. L'ensemble constitué par le potentiomètre et le calculateur peut être paramétré, afin de corriger la consigne, et ainsi obtenir instantanément la température voulue. Autrement dit, la température de chauffage fournie par le radiateur sera proportionnelle à l'amplitude d'actionnement de l'organe de 25 commande, et l'utilisateur obtiendra une température de chauffage conforme à la consigne. De cette manière, la personne actionnant l'organe de commande du potentiomètre possède une bonne maitrise, en temps réel, de la température qu'elle va engendrer dans le véhicule. Avantageusement, le calculateur peut, par exemple, être intégré dans le radiateur électrique afin de 30 réduire encore plus l'encombrement de l'équipement nécessaire au fonctionnement du radiateur. L'organe de commande peut par exemple être représenté par un bouton, éventuellement poussoir ou à deux positions, ou un curseur ou une molette. Avantageusement, le radiateur électrique est un radiateur électrique à haute tension. Typiquement, ce type de radiateur fonctionne avec des tensions 5 comprises entre 200V et 400V. De façon préférentielle, le calculateur est placé entre le potentiomètre et le radiateur à haute tension, ledit calculateur comprenant un module de gestion permettant de corriger la consigne pour obtenir une variation linéaire entre la température d'air soufflé en sortie de radiateur et la commande. En 10 effet, les lois de corrections intégrées au logiciel de pilotage du radiateur peuvent être facilement et rapidement modifiées, afin de s'adapter à un modèle particulier de radiateur électrique, et donc de proposer une variation linéaire de la température de chauffage fournie par ledit radiateur en fonction de l'amplitude d'actionnement de l'organe de commande du potentiomètre. 15 Selon un autre mode de réalisation préféré d'un dispositif selon l'invention, cette linéarité peut être obtenue en modifiant les caractéristiques du potentiomètre, afin qu'il puisse s'adapter au radiateur électrique qui lui est associé. Préférentiellement, le calculateur est programmé pour corriger les lois 20 de transfert thermique non linéaires des équipements situés en sortie de radiateur et par lesquels transite l'air issu du radiateur pour assurer une fonction thermique spécifique, de manière à conserver une proportionnalité entre la température issue de chacun desdits équipements et l'amplitude d'actionnement de l'organe de commande. En effet, l'air chaud ventilé en 25 sortie de radiateur est amené à transiter par différents équipements et ou appareillage du véhicule, afin de remplir une fonction de chauffage ou de refroidissement particulière. Or, à chacun desdits équipements et/ou appareillage est associée une loi de transfert thermique, qui lui est propre, et qui est susceptible de perturber la loi de proportionnalité recherchée entre la 30 température finale issue de chaque équipement et/ou appareillage et l'amplitude d'actionnement de l'organe de commande du potentiomètre. Ainsi, grâce à des corrections apportées aux lois de pilotage du radiateur, la personne qui actionne l'organe de commande aura une bonne maitrise de l'opération de chauffage qu'elle est en train de réaliser via l'organe de commande du potentiomètre. De façon avantageuse, la fonction assurée par chaque équipement est 5 à choisir parmi le chauffage de la tête d'un passager, le chauffage du buste d'un passager, le chauffage des pieds d'un passager, le dégivrage d'un pare-brise, et la climatisation de l'habitacle du véhicule. Avantageusement, le véhicule est tout électrique. De cette manière, le radiateur à haute tension pourra venir se raccorder sur le réseau haute 10 tension dudit véhicule servant à alimenter une batterie électrique et un moteur électrique de traction du véhicule. De façon préférentielle, l'organe de commande du potentiomètre est placé au niveau du tableau de bord du véhicule, si bien qu'il peut être actionné par un occupant dudit véhicule. En effet, il est indispensable que l'organe de 15 commande soit facilement accessible par une personne assise dans le véhicule, et plus particulièrement par le conducteur, afin qu'il puisse contrôler les opérations de chauffage qu'il déclenche dans le véhicule. Préférentiellement, l'organe d'actionnement est un bouton mobile en rotation, la température de chauffage délivrée par le radiateur étant 20 proportionnelle à l'amplitude de déplacement angulaire dudit bouton. La maitrise de l'amplitude de déplacement angulaire du bouton, peut s'effectuer par l'intermédiaire d'une graduation chiffrée, réalisée autour dudit bouton. De façon avantageuse, un dispositif selon l'invention comprend au moins un volet d'admission situé en amont du radiateur et apte à sélectionner, 25 soit de l'air extérieur, soit de l'air intérieur recyclé, soit un mélange desdites deux sources d'air. Pour cette configuration, le circuit d'alimentation en air du véhicule comprend deux entrées, l'une en prise directe avec l'air extérieur du véhicule, l'autre étant issue d'une boucle interne d'air de recyclage. Le volet d'admission peut ainsi obturer l'une de ces deux entrées, pour privilégier une 30 source particulière d'air incident, ou peut occuper une position intermédiaire d'ouverture de ces deux entrées, pour créer un mélange issu de ces deux sources distinctes. Avantageusement, un dispositif selon l'invention comprend au moins un volet de distribution placé en aval du radiateur et apte à sélectionner une voie de sortie de l'air pour remplir une fonction thermique spécifique au sein du véhicule. Ce volet de distribution va sélectionner la voie d'acheminement de l'air chauffé par le radiateur afin de réaliser une opération de chauffage ou refroidissement spécifique. Les dispositifs de ventilation de chauffage et/ou de climatisation selon l'invention, ont l'avantage d'être de faible encombrement et peu coûteux, tout en demeurant performants. Ils ont de plus l'avantage d'être complets et précis, dans la mesure où le calculateur prend en compte les fonctions de transferts thermiques des équipements et/ou appareillages par lesquels l'air chauffé par le radiateur est susceptible de transiter pour assurer une fonction thermique au sein du véhicule. Ils présentent enfin l'avantage d'être ergonomiques, car ils peuvent être actionnés simplement et sans effort particulier, grâce à un bouton usuel pouvant être aisément manipulé par un occupant du véhicule. On donne, ci-après, une description détaillée d'un mode de réalisation 20 préféré d'un dispositif de ventilation de chauffage et/ou de climatisation selon l'invention, en se référant aux figures 1 à 4. - La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de ventilation de chauffage et/ou de climatisation de l'état de la technique, - la figure 2 est une vue en perspective d'un potentiomètre d'un 25 dispositif de ventilation de chauffage et/ou de climatisation selon l'invention, - La figure 3 est une vue en perspective d'un radiateur électrique à haute tension d'un dispositif de ventilation de chauffage et/ou de climatisation selon l'invention, 30 - La figure 4 est un diagramme montrant une loi de proportionnalité entre la température de chauffage produite par le radiateur et la puissance de chauffage fournie au radiateur, obtenue avec un dispositif de ventilation de chauffage et/ou de climatisation. En se référant à la figure 1, un dispositif 1 de l'état de la technique permettant de ventiler du chauffage et/ou de la climatisation dans un véhicule, comprend une zone d'admission d'air 2, une zone de refroidissement 3 et de purification, une zone de chauffage 4 et une zone de distribution 5 de l'air chauffé. La zone d'admission d'air 2 est équipée d'un volet d'admission permettant de sélectionner une voie d'arrivée d'air, soit en provenance directe de l'extérieur 6 du véhicule, soit en provenance d'une boucle interne 7 d'air recyclé. Ce volet peut également venir se placer dans une position intermédiaire d'ouverture desdites deux voies 6,7 pour obtenir un mélange d'air propre et d'air recyclé. L'air de cette zone d'admission arrive dans la zone de refroidissement 3 équipé d'un évaporateur 8 dont la capacité à refroidir est contrôlée par une boucle froide 9. Cet évaporateur 8 constitue l'élément clef de la boucle de climatisation, car il permet l'échange thermique entre l'air en provenance de la zone d'admission 2 et un fluide réfrigérant. L'évaporateur 8 assure ainsi le refroidissement de l'air et diminue son taux d'humidité. L'air refroidi poursuit sa course dans le dispositif 1 pour atteindre la zone de chauffage 4. En effet, l'air refroidi en sortie d'évaporateur 8 passe par un canal principal d'acheminement 10 qui se scinde en deux canaux secondaires 11,12 , l'un 11 étant dépourvu de tout équipement et servant juste à transporter l'air refroidi issu de l'évaporateur 8, et l'autre 12 traversant un radiateur 13. Un volet de mixage 14 placé dans le canal principal en amont des deux canaux secondaires 11,12, permet de régler le pourcentage du flux d'air refroidi qui va transiter par le radiateur 13. Les deux flux d'air issus des deux canaux secondaires 11,12 se mélangent dans une chambre de mixage 15 avant d'atteindre la zone de distribution 5, qui est gérée par un volet de distribution. L'utilisateur peut ainsi choisir entre trois sorties : une première 16 sortie située sous le pare-brise pour assurer le dégivrage, une deuxième sortie 17 située en partie basse pour chauffer les pieds, et enfin une troisième 18 sortie située au niveau du buste d'un occupant. Or, la présence d'un volet de mixage 14 et de son dispositif d'actionnement est assez contraignante en matière d'encombrement dans le véhicule, de précision de montage et de surcoût. En se référant aux figures 2 et 3, un dispositif de ventilation de 5 chauffage et/ou de climatisation selon l'invention, met en oeuvre un potentiomètre 20, un calculateur et un radiateur électrique 21 à haute tension, pour remplacer le volet de mixage 14 et son dispositif d'actionnement associé. En se référant à la figure 2, le potentiomètre est doté d'un organe de commande 22 sous la forme d'un bouton de type molette, ledit potentiomètre 10 20étant placé dans le véhicule de sorte que ledit bouton 22 émerge du tableau de bord du véhicule. De cette manière un occupant du véhicule pourra déclencher à tout moment une opération de chauffage et/ou de climatisation dans le véhicule grâce à une manipulation aisée et sans effort dudit bouton 22. Le calculateur est placé entre le potentiomètre 20 et le radiateur électrique 21, 15 un actionnement dudit bouton 22 par rotation, permettant d'envoyer un courant électrique de consigne au calculateur, dont la tension est régulée par l'amplitude de rotation du bouton 22. Le calculateur permet, d'une part, de déclencher le radiateur 21 à partir du courant envoyé par le potentiomètre 20, et d'autre part, de corriger la non-linéarité de la puissance de chauffage du 20 radiateur 21. En effet, à partir d'un signal de consigne reçu, le radiateur 21 fournit généralement la température de chauffage demandée, avec un certain retard, du à son inertie. Or, ce décalage temporel entre l'ordre de commande et la prestation attendue du radiateur 21, est mal perçu par un utilisateur, qui souhaite généralement obtenir instantanément la température demandée. Les 25 lois de commande du radiateur 21 figurant dans le calculateur, sont paramétrées pour tenir compte de ce retard de mise en action du radiateur 21, et obtenir ainsi une linéarité entre la consigne et la puissance de chauffage fournie par le radiateur 21. A la sortie de la chambre de mixage 15, lorsque l'air à atteint la 30 température voulue pour effectuer une opération de chauffage et/ou de climatisation, il est acheminé par des conduites 16,17,18 traversant différents équipements et/ou appareillages, dans la zone précise du véhicule, où il doit exercer sa fonction thermique. Or, ces différents appareillages et/ou équipements possèdent chacun une loi de transfert thermique, qui n'est pas nécessairement linéaire. Le calculateur peut ainsi être programmé pour corriger ces différentes lois de transfert thermique, afin que la température de l'air au niveau de la zone terminale du véhicule dans laquelle doit s'exercer le chauffage, le dégivrage ou la climatisation, soit proportionnelle à la consigne donnée par l'utilisateur. Le diagramme de la figure 4, illustre un exemple d'une correction de non-linéarité opérée par le calculateur, permettant de rendre proportionnelle 10 la température de chauffage fournie par le radiateur 31 à la puissance fournie audit radiateur 31 pour obtenir ladite température. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de ventilation de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule comprenant un radiateur électrique (21) apte à délivrer une puissance de chauffage, caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur et un potentiomètre (20) manuel doté d'un organe de commande (22), et en ce que ledit calculateur et ledit potentiomètre (20) sont reliés au radiateur (31) de manière à obtenir une température d'air soufflé, qui est proportionnelle à l'amplitude d'actionnement dudit organe de commande (22). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le radiateur électrique (21) est un radiateur électrique à haute tension. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le calculateur est placé entre le potentiomètre (20) et le radiateur (31) à haute tension, ledit calculateur comprenant un module de gestion permettant de corriger la consigne afin d'obtenir une variation linéaire entre la température d'air soufflé en sortie de radiateur (31) et la commande (22). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le calculateur (31) est programmé pour corriger les lois de transfert thermique non linéaires des équipements situés en sortie de radiateur (31) et par lesquels transite l'air issu du radiateur (31) pour assurer une fonction thermique spécifique, de manière à conserver une proportionnalité entre la température issue de chacun desdits équipements et l'amplitude d'actionnement de l'organe de commande (22) 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la fonction assurée par chaque équipement est à choisir parmi le chauffage de la tête d'un passager, le chauffage du buste d'un passager, le chauffage des pieds d'un passager, le dégivrage d'un pare-brise, et la climatisation de l'habitacle du véhicule. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le véhicule est tout électrique. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de commande (22) du potentiomètre (20) est placé au niveau du tableau de bord du véhicule, si bien qu'il peut être actionné par un occupant dudit véhicule. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'organe d'actionnement est un bouton (22) mobile en rotation, et en ce que la température de chauffage délivrée par le radiateur (31) est proportionnelle à l'amplitude de déplacement angulaire dudit bouton (22). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un volet d'admission situé en amont du radiateur (31) et apte à sélectionner, soit de l'air extérieur (6), soit de l'air intérieur recyclé (7), soit un mélange desdites deux sources (6,7) d'air. 10.Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un volet de distribution placé en aval du radiateur (31) et apte à sélectionner une voie de sortie (16,17,18) de l'air pour remplir une fonction thermique spécifique au sein du véhicule.