Brevet FR3013638A1 — publié le 20150529

DISPOSITIF DE COMMANDE DU CHAUFFAGE DANS UN VEHICULE La présente invention concerne un dispositif de commande du chauffage dans un véhicule automobile, en particulier un véhicule automobile électrique. Dans un véhicule automobile à moteur thermique, le chauffage de l'habitacle est généralement réalisé au moyen d'un échangeur de chaleur air/eau, l'air prélevé à l'extérieur de l'habitacle étant réchauffé par contact avec un circuit d'eau réchauffé par la dissipation de chaleur du moteur en fonctionnement. Lorsque le moteur est chaud, un tel dispositif de chauffage est capable de produire entre environ 10 à 12 kW, ce qui est suffisant pour les besoins en chauffage de l'habitacle. Le véhicule comprend également des moyens de ventilation pour faire circuler l'air chaud dans l'habitacle du véhicule. La répartition de l'air à l'intérieur du véhicule est réalisée au moyen de volets de commande logés dans des conduits d'amenée de l'air dans des zones données de l'habitacle, telles que les pieds, le pare-brise pour le dégivrage ou le désembuage par exemple. L'habitacle d'un véhicule automobile à combustion comprend habituellement un panneau de commande comportant par exemple trois organes de commande rotatifs. Un premier organe rotatif est déplaçable entre plusieurs positions commandant l'ouverture et la fermeture des volets pour permettre ou interdire la circulation d'air dans des zones données de l'habitacle. Un deuxième organe rotatif est relié aux moyens de chauffage tel que l'échangeur de chaleur précité et le déplacement de cet organe entre plusieurs positions permet de faire varier la puissance des moyens de chauffage et donc la température de l'air dans l'habitacle. Enfin, un troisième organe est déplaçable entre plusieurs positions et commande la puissance des moyens de ventilation de manière à contrôler le débit d'air dans les zones données de l'habitacle. Ainsi, l'utilisateur peut ajuster indépendamment la température de l'air soufflé dans l'habitacle, la puissance de la ventilation et les zones où il souhaite que l'air à la température souhaitée soit admis. Toutefois, dans le cas d'un véhicule électrique, il n'est pas possible d'utiliser un échangeur de chaleur air/eau comme dans un véhicule thermique puisque les pertes de chaleur par dissipation thermique sont très faibles. Pour chauffer l'air de l'habitacle, on utilise ainsi une batterie haute tension alimentant une résistance chauffante. Cette batterie est alimentée en énergie par la batterie principale du véhicule électrique et servant à son déplacement. Ainsi, on comprend qu'il y a un compromis à trouver entre la puissance maximum allouée aux moyens de chauffage et l'autonomie du véhicule. Pour éviter d'impacter significativement l'autonomie du véhicule, la puissance des moyens de chauffage est ainsi limitée à environ 4 à 5 kW. L'utilisation d'un panneau de commande traditionnel, tel que décrit précédemment, dans un véhicule électrique peut dès lors poser des difficultés. En effet, si un utilisateur commande une température élevée de chauffage et ensuite commande une forte ventilation, de l'air froid sera alors admis à l'intérieur de l'habitacle du fait de la limitation de la puissance électrique disponible pour les moyens de chauffage, ce qui suscitera une incompréhension de la part de l'utilisateur. Il s'ensuit qu'un panneau de commande traditionnel comme celui utilisé dans le cas d'un moteur à combustion est peu adaptée à une utilisation dans un véhicule électrique. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. A cette fin, elle propose un dispositif de commande du chauffage dans un véhicule automobile, en particulier un véhicule automobile électrique, comprenant des moyens de chauffage électrique d'un flux d'air et des moyens de ventilation de cet air chaud à l'intérieur d'un habitacle, un organe de réglage de la température destiné à être monté à l'intérieur de l'habitacle, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande reliés en entrée à l'organe de réglage de la température et en sortie aux moyens de chauffage et aux moyens de ventilation. Selon l'invention, le contrôle des moyens de chauffage et des moyens de ventilation est effectué par l'utilisateur au moyen d'un seul et même organe de réglage du confort thermique dans l'habitacle. Les moyens de commande reçoivent ainsi en entrée une information relative à l'état de l'organe de réglage de la température et permettent une commande simultanée et ajustée de la puissance des moyens de chauffage et de la puissance des moyens de ventilation de manière optimale en fonction de l'énergie disponible pour le fonctionnement de ces dits moyens. Ainsi, dans le cas d'un véhicule électrique, il est possible de chauffer de manière optimale l'habitacle du véhicule électrique et de ventiler cet air chaud à l'intérieur de l'habitacle sans les difficultés précitées. On comprend ainsi que le dispositif selon l'invention peut être dépourvue de tout organe de réglage de la puissance des moyens de ventilation, cette fonction étant désormais réalisée de manière automatique et optimisée par les moyens de commande en fonction de l'instruction envoyée par l'organe de réglage de la température aux moyens de commande. Préférentiellement, l'organe de réglage de la température est actionnable entre plusieurs états correspondant chacun à une température souhaitée de l'air à l'intérieur de l'habitacle et en ce que les moyens de commande sont configurés pour commander simultanément les moyens de chauffage et les moyens de ventilation en fonction de l'état de l'organe de réglage de la température Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de commande comprennent une première série de lois de commande déterminant chacune la puissance des moyens de chauffage et une deuxième série de lois de commande déterminant chacune la puissance des moyens de ventilation, chaque loi de commande des première et seconde séries de lois de commande étant associée à un état de l'organe de réglage de la température. Selon l'invention, pour une position donnée de l'organe de réglage de la température, les moyens de commande utilisent une loi de commande donnée de la première série de lois de commande de manière à commander la puissance des moyens de chauffage et une loi de commande donnée de la seconde série de lois de commande de manière à commander la puissance des moyens de ventilation. Ces lois de commande sont ainsi prédéterminées en laboratoire avant intégration dans un véhicule de manière à correspondre à des conditions optimales de fonctionnement tenant compte de la puissance limitée disponible dans un véhicule électrique. Préférentiellement, le dispositif comprend également un organe de répartition de l'air à l'intérieur d'un habitacle d'un véhicule, actionnable entre plusieurs états correspondant chacun à une ou plusieurs zones données à ventiler à l'intérieur de l'habitacle et en ce que les moyens de commande sont reliés en entrée à l'organe de répartition et configurés pour commander simultanément les moyens de chauffage et les moyens de ventilation en fonction de l'état de l'organe de répartition de l'air. Selon l'invention, les moyens de commande reçoivent également en entrée une information relative à l'état d'un organe de répartition de l'air, ce qui permet de commander de manière optimale la puissance des moyens de chauffage et des moyens de ventilation en fonction des zones à ventiler. Par exemple, pour une même position de l'organe de réglage, la puissance des moyens de chauffage et des moyens de ventilation sera différente selon que l'utilisateur désire envoyer de l'air vers la zone correspondant aux pieds ou la zone correspondant au pare-brise. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque loi de commande des première et seconde séries de lois de commande est associée à un état de l'organe de répartition. Ainsi, chaque loi de commande des première et seconde séries de lois de commande prend en compte à la fois la position de l'organe de réglage de la température et de l'organe de répartition. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe de réglage de la température et l'organe de répartition de l'air sont des organes rotatifs pouvant prendre plusieurs positions prédéterminées correspondant chacune à un état de fonctionnement. Préférentiellement, l'organe de commande de la température et l'organe de répartition de l'air sont portés par un même panneau de contrôle destiné à être monté à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule. L'invention concerne encore un véhicule automobile, en particulier un véhicule automobile électrique, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon l'une des revendications précédentes. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un panneau de commande de la ventilation et de la température selon la technique antérieure ; - la figure 2 est une représentation schématique d'un panneau de commande selon l'invention ; - la figure 3 est un schéma de commande et de fonctionnement du panneau de commande de la figure 2 ; On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un panneau de commande 10 selon la technique antérieure, habituellement utilisé dans un véhicule automobile à moteur thermique et comprenant un organe de réglage rotatif de la température 12, un organe de réglage rotatif de la puissance de ventilation 14 et un organe rotatif de répartition de l'air 16 permettant de régler des volets de commande (non représentés) logés dans des conduits d'amenée de l'air dans des zones données Al, Bl, Cl et D1 de l'habitacle. Al peut par exemple correspondre à l'amenée d'air au niveau d'une partie basse de l'habitacle pour la circulation d'air au niveau des jambes d'une personne, A3 à l'amenée d'air dans une partie haute de l'habitacle, A3 à l'amenée d'air dans une partie intermédiaire entre la partie basse et la partie haute pour la circulation d'air autour du buste ou du visage d'une personne, et A4 à l'amenée d'air simultanée dans la partie basse et la partie intermédiaire. Ce type d'organe de répartition est bien connu de l'homme du métier. L'organe de réglage de la ventilation 14 peut prendre quatre positions croissantes 1, 2, 3 et 4 permettant le contrôle de la puissance de moyens de ventilation et une position d'arrêt 0. Ainsi, en position 1, l'organe 14 commande une plus faible ventilation qu'en position 2 et ainsi de suite. L'organe de réglage de la température 12 peut prendre plusieurs positions entre une position de chauffage minimum 18 et une position de chauffage maximum 20. Comme indiqué précédemment, un utilisateur peut ajuster indépendamment la température de l'air soufflé, la puissance de la ventilation et les zones où il souhaite que l'air à la température souhaitée soit admis. Toutefois, ce type de panneau de commande 10 n'est pas adapté à une utilisation dans un véhicule électrique puisque la puissance électrique disponible est volontairement limitée à environ 4 à 5 kW de manière à éviter une consommation électrique trop importante pour le chauffage qui réduirait l'autonomie du véhicule électrique. Le panneau de commande 22 selon l'invention ne comprend plus trois organes rotatifs mais seulement deux, l'un étant un organe de répartition de l'air 24 à l'intérieur de l'habitacle du véhicule et l'autre étant un organe de réglage de la température 26 (figure 2). De plus, selon l'invention, l'organe de réglage de la température 26 est relié en entrée à des moyens de commande 28 reliés en sortie aux 30 moyens de chauffage 30 et aux moyens de ventilation 32. A la différence de la technique antérieure, c'est l'organe de réglage de la température 26 qui permet de commander simultanément les moyens de chauffage 30 et les moyens de ventilation 32 par l'intermédiaire des moyens de commande 28. L'organe de réglage de la température 26 peut prendre plusieurs positions discrètes A2, B2, C2 et D2 depuis une position A2 correspondant à une demande faible en chauffage jusqu'à une position B2 correspondant à une demande importante en chauffage. Ainsi, pour une position donnée de l'organe de réglage de la température correspondant à une température de l'air à l'intérieur de l'habitacle souhaitée par l'utilisateur, les moyens de commande 28 commandent simultanément la puissance des moyens de chauffage 30 et la puissance des moyens de ventilation 32. Chacun des moyens de chauffage 30 et des moyens de ventilation 32 est commandé par les moyens de commande 28 suivant des lois de commande spécifiques. Ces lois de commande correspondent à des tables de valeurs de la puissance des moyens de chauffage 30 et des moyens de ventilation 32. Ainsi, une première série de lois de commande détermine la puissance des moyens de chauffage en fonction de la position de l'organe de réglage de la température 26 et une deuxième série de lois de commande déterminent la puissance des moyens de ventilation 24 en fonction de la position de l'organe de réglage de la température 26. De cette manière, à chaque position A2, B2, C2 et D2 de l'organe de réglage de la température 26 correspond une loi de commande ou courbe de variation de la puissance des moyens de chauffage 30 et une courbe de variation de la ventilation 32. Dans une réalisation préférée du dispositif selon l'invention, les moyens de commande 28 reçoivent également en entrée une information relative à la position de l'organe de répartition 24 de manière à mieux ajuster le chauffage et la ventilation en fonction de la zone où l'utilisateur souhaite effectuer l'amenée d'air chaud. Dans ce cas, chaque loi de commande des première et seconde séries de lois de commande est alors également associée à une position A1, B1, Cl et DI de l'organe de répartition 24. L'organe de répartition 24 est relié en entré à des moyens de commande 38 de volets d'ouverture 40 et de fermeture de conduits d'amenée d'air dans des zones données de l'habitacle. On comprend qu'il y a alors autant de lois de commande dans chaque série qu'il y a de combinaisons possibles de l'organe de réglage de la température 26 et de l'organe de répartition 24. Dans la réalisation représentée en figure 2, le panneau de commande 22 comprend également deux autres boutons 34, 36 pouvant prendre chacune une position allumé ou une position éteint. L'un 34 des boutons correspond à une commande de la climatisation et l'autre 36 correspond à une fonction de recyclage de l'air et fonctionne d'une manière bien connue de l'homme du métier.15 REVENDICATIONS1. Dispositif de commande du chauffage dans un véhicule automobile, en particulier un véhicule automobile électrique, comprenant des moyens de chauffage électrique (30) d'un flux d'air et des moyens de ventilation (32) de cet air chaud à l'intérieur d'un habitacle, un organe de réglage (26) de la température destiné à être monté à l'intérieur de l'habitacle, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande (28) reliés en entrée à l'organe de réglage (26) de la température et en sortie aux moyens de chauffage (30) et aux moyens de ventilation (32). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de réglage de la température est actionnable entre plusieurs états (A2, B2, C2, D2) correspondant chacun à une température souhaitée de l'air à l'intérieur de l'habitacle et en ce que les moyens de commande (28) sont configurés pour commander simultanément les moyens de chauffage (30) et les moyens de ventilation (32) en fonction de l'état de l'organe de réglage (26) de la température 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de commande (28) comprennent une première série de lois de commande déterminant chacune la puissance des moyens de chauffage (30) et une deuxième série de lois de commande déterminant chacune la puissance des moyens de ventilation (32), chaque loi de commande des première et seconde séries de lois de commande étant associée à un état de l'organe de réglage (26) de la température. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend également un organe de répartition de l'air (24) à l'intérieur d'un habitacle d'un véhicule, actionnable entre plusieurs états (A1, Bl, C1, D1) correspondant chacun à une ou plusieurs zones données à ventiler à l'intérieur de l'habitacle et en ce que les moyens de commande sont reliés en entrée à l'organe de répartition (24) et configurés pour 3013 6 3 8 10 commander simultanément les moyens de chauffage (30) et les moyens de ventilation (32) en fonction de l'état de l'organe de répartition (24) de l'air. 5. Dispositif selon la revendication 4 lorsqu'elle dépend de la revendication 3, caractérisé en ce que chaque loi de commande des 5 première et seconde séries de lois de commande est associée à un état de l'organe de répartition (24). 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'organe de réglage de la température (26) et l'organe de répartition (24) de l'air sont des organes rotatifs pouvant prendre plusieurs positions 10 prédéterminées correspondant chacune à un état de fonctionnement. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'organe de réglage (26) de la température et l'organe de répartition (24) de l'air sont portés par un même panneau de contrôle (22) destiné à être monté à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule. 15 8. Véhicule automobile, en particulier un véhicule automobile électrique, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon l'une des revendications précédentes.