Brevet FR3087990A1 — publié le 20200501

La présente invention concerne un dispositif de chauffage, notamment pour boitier de climatisation d'un véhicule, ainsi qu'un procédé de commande de ces derniers. Il est connu des dispositifs de chauffage électrique destinés à être intégrés dans des boîtiers de climatisation de véhicule. Il s'agit soit de radiateurs additionnels, combinés avec des radiateurs de chauffage parcourus par un fluide caloporteur, dans les véhicules à moteur thermique, soit de radiateurs principaux, dans les véhicules électriques ou hybrides. De tels dispositifs de chauffage peuvent comprendre un cadre support accueillant, d'une part, un corps de chauffe comprenant des éléments chauffants disposés parallèlement les uns aux autres et, d'autre part, des pistes électriques alimentant les éléments chauffants depuis des bornes de connexion. Les dispositifs de chauffage plus perfectionnés comprennent également des moyens de contrôle du courant alimentant les éléments chauffants. Le perfectionnement des dispositifs de chauffage entraine cependant une complexification desdits dispositifs. La présente invention tente de pallier au moins en partie les inconvénients mentionnés plus haut et propose à cette fin un dispositif de chauffage, notamment pour boîtier de climatisation d'un véhicule automobile, comprenant une pluralité d'éléments chauffants reliés électriquement en parallèle, une ligne d'alimentation électrique commune auxdits éléments chauffants, et un moyen de mesure de courant électrique, disposé le long de la ligne d'alimentation commune. 2 L'invention repose sur la constatation faite par le déposant que la connaissance du courant alimentant l'ensemble des éléments chauffants peut suffire pour piloter de façon suffisamment fine le chauffage. Selon certains modes de réalisation, la connaissance du courant dans la ligne d'alimentation 5 commune, combinée à d'autres informations connues par ailleurs, peut également permettre de déterminer le courant circulant dans chaque élément chauffant, si on le souhaite. La disposition d'un moyen de mesure sur la ligne d'alimentation commune permet ainsi de limiter le nombre d'éléments et de simplifier le dispositif de chauffe. 10 L'invention peut également comprendre l'une quelconque des caractéristiques suivantes, prises individuellement ou selon toute combinaison techniquement possible : - le dispositif comprend un moyen de contrôle permettant d'alimenter 15 chacun des éléments chauffants de façon cyclique selon un cycle associé à chacun des éléments chauffants, - le moyen de contrôle permet d'introduire un décalage temporel dans les cycles de façon à faire varier le courant traversant la ligne d'alimentation commune selon différents paliers représentatifs du courant circulant dans 20 chaque élément chauffant, - la ligne d'alimentation commune se divise en une pluralité de branches parallèles, - le dispositif de chauffage comprend au moins deux zones de chauffe, chaque zone comprenant au moins un élément chauffant et étant apte à 25 chauffer un fluide en direction d'une partie d'un habitacle dudit véhicule, - le moyen de contrôle comprend un commutateur commandable, - le moyen de mesure comprend une résistance de shunt, - le moyen de contrôle et/ou le moyen de mesure comprennent un microcontrôleur, 30 - les éléments chauffants comprennent des résistances à effet CTP. 3 L'invention concerne également un procédé de commande d'un dispositif de chauffage tel que décrit plus haut comprenant une étape de mesure du courant traversant la ligne d'alimentation commune. 5 L'invention peut également comprendre l'une quelconque des caractéristiques suivantes, prises individuellement ou selon toute combinaison techniquement possible : - le procédé comprend une étape de contrôle permettant d'alimenter chacun des éléments chauffants de façon cyclique selon un cycle associé à 10 chacun des éléments chauffants, - l'étape de contrôle comprend une introduction d'un décalage temporel dans les cycles de façon à faire varier le courant traversant la ligne d'alimentation commune selon différents paliers représentatifs du courant circulant dans chaque élément chauffant, 15 - le procédé comprend une étape de traitement permettant de déterminer la valeur du courant traversant chaque élément chauffant, à partir d'une valeur desdits paliers, - l'étape de contrôle comprend une étape dans laquelle on bloque la circulation du courant dans l'un ou plusieurs des éléments chauffants de sorte 20 que seul l'un, déterminé, desdits éléments chauffants est alimenté en courant et on détermine la valeur du courant traversant ledit élément chauffant déterminé à partir de la mesure du courant traversant ladite ligne d'alimentation commune. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et 25 avantages 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, illustre de façon schématique un dispositif selon l'invention, - la figure 2 est une représentation du courant traversant chacun des éléments chauffants du dispositif de chauffage de la figure 1, en fonction du 30 temps. 4 Comme illustré à la figure 1, l'invention concerne un dispositif 1 de chauffage, notamment pour boîtier de climatisation d'un véhicule automobile. Le dispositif 1 comprend une pluralité d'éléments chauffants 10. Ces éléments chauffants 10 sont destinés à chauffer un fluide en destination d'au moins une 5 partie de l'habitacle du véhicule. Les éléments chauffants 10 sont reliés électriquement en parallèle. Avantageusement, les éléments chauffants comprennent des résistances à effet CTP. Le dispositif 1 de chauffage comprend également une ligne d'alimentation 30 commune à au moins deux desdits éléments chauffants 10. 10 Le dispositif 1 de chauffage comprend en outre un moyen 20 de mesure de courant. Ledit moyen 20 de mesure est disposé le long de la ligne d'alimentation 30 commune de sorte qu'il mesure le courant électrique passant dans ladite ligne d'alimentation commune. La disposition du moyen 20 de mesure sur la ligne d'alimentation 15 commune 30 permet de limiter le nombre d'éléments du dispositif 1 de chauffe et ainsi de simplifier ledit dispositif 1. Avantageusement, la ligne d'alimentation 30 commune est reliée à une pluralité de branches 32 parallèles, ici trois, alimentant chacune l'un des 20 éléments chauffants 10. Le nombre de branche 32 parallèles correspond ainsi avantageusement au nombre d'éléments chauffants 10. Avantageusement encore, le dispositif 1 de chauffage comprend au moins deux zones de chauffe, chaque zone comprenant au moins un élément chauffant 10 et étant apte à chauffer un fluide, éventuellement de façon différente, en 25 direction de parties distinctes d'un habitacle dudit véhicule. Préférentiellement, le dispositif 1 comprend un moyen 22 de contrôle. Ledit moyen 22 de contrôle permet d'alimenter chacun des éléments chauffants 10 de façon cyclique selon un cycle associé à chacun des éléments chauffants 10. 30 Le moyen 22 de contrôle utilise, par exemple, la technique de modulation de largeur d'impulsion PWM (Pulse Width Modulation) afin de générer un signal 5 avec un rapport cyclique spécifique pour chacun des éléments chauffants 10. Ce rapport cyclique est contrôlé par le moyen 22 de contrôle et permet de régler l'intensité de chauffe des éléments chauffants 10 en fonction de la valeur du rapport cyclique. Un exemple d'alimentation des trois branches du circuit selon 5 des valeurs respectives de rapport cyclique est illustré à la figure 2 au niveau des courbes (a), (b) et (c) qui illustrent en fonction du temps la valeur du courant dans chacune des branches. La valeur du rapport cyclique pourra être le même d'une branche à l'autre. 10 Avantageusement, le moyen 22 de contrôle permet d'introduire un décalage temporel dans les cycles de façon à faire varier le courant traversant la ligne d'alimentation commune 30 selon différents paliers représentatifs du courant circulant dans chaque élément chauffant 10. L'évolution temporelle du courant dans la ligne d'alimentation commune est illustrée à la courbe (d). 15 L'introduction de ce décalage temporel dans les cycles des différents éléments chauffants 10 permet, à un instant t, de discriminer les éléments chauffant 10 les uns des autres et de connaitre, si nécessaire par calcul, le courant traversant chacun des éléments chauffants 10. 20 Préférentiellement, le moyen 22 de contrôle comprend, par exemple, un commutateur commandable 23. Le commutateur commandable 23 peut notamment être de type MOSFET. Le commutateur commandable 23 est associé à un microcontrôleur 24 afin de générer un rapport cyclique pour chacun des éléments chauffants 10. 25 Avantageusement, le moyen 20 de mesure comprend une résistance de shunt 21. La résistance de shunt 21 est disposée le long de la ligne d'alimentation 30 commune. Ladite résistance de shunt 21 permet de mesurer le courant total dans le dispositif 1 de chauffage. 6 Avantageusement encore, le moyen 20 de mesure comporte le microcontrôleur 24. Le microcontrôleur 24 est associé à la résistance de shunt 21 afin de déterminer le courant traversant chaque élément chauffant 10. 5 De manière classique, pour mesurer le courant traversant chacun des éléments chauffant d'un dispositif de chauffage, une pluralité de résistance de shunt est utilisée. En particulier, une résistance de shunt donnée est disposée sur chacune des branches parallèles du dispositif et est associée à un élément chauffant donné de manière à mesurer directement le courant circulant dans 10 ledit élément chauffant donné. Dans le dispositif 1 de chauffage selon l'invention, une seule résistance de shunt 21 est nécessaire, associée au microcontrôleur 24, pour permettre de mesurer le courant traversant le dispositif, voire de déterminer le courant traversant chaque élément chauffant 10. Cette diminution du nombre de 15 résistance de shunt permet une simplification du dispositif 1 et ainsi une diminution des coûts de fabrication. Une résistance de shunt seule, disposée le long d'une ligne d'alimentation commune, ne peut mesurer de manière certaine le courant traversant chacun des éléments chauffants reliés électriquement en parallèle. Il est pour cela 20 nécessaire d'utiliser une ou des informations supplémentaires, par exemple en introduisant un décalage temporel dans les cycles d'alimentation de façon à faire varier le courant traversant la ligne d'alimentation commune 30 selon différents paliers représentatifs du courant circulant dans chaque élément chauffant 10. Ce décalage temporel permet ainsi de connaitre le courant traversant chaque 25 élément chauffant 10, et ce en utilisant une seule résistance de shunt 21. L'invention concerne également un procédé de commande d'un dispositif de chauffage tel que décrit plus haut dans lequel on mesure le courant traversant la ligne d'alimentation commune. 30 7 Avantageusement, le procédé comprend une étape de contrôle permettant d'alimenter chacun des éléments chauffants 10 de façon cyclique selon un cycle associé à chacun des éléments chauffants 10. Cette étape d'alimentation cyclique permet, par exemple par l'utilisation 5 d'une technique de modulation de largeur d'impulsion PWM (Pulse Width Modulation), de générer un signal avec un rapport cyclique spécifique pour chacun des éléments chauffants 10. Avantageusement, ladite étape de contrôle comprend une étape de décalage temporel au cours de laquelle un décalage temporel est introduit dans 10 les cycles de façon à faire varier le courant selon le profil voulu. Ainsi, le déphasage introduit entre les courants circulant dans chaque branche se traduit au niveau de la ligne d'alimentation commune par le profil en paliers évoqué plus haut. Préférentiellement, le procédé comprend une étape de détermination 15 permettant de déterminer la valeur du courant traversant chaque élément chauffant 10 à partir d'une valeur desdits paliers. Avantageusement encore, l'étape de contrôle comprend une étape dans laquelle on bloque la circulation du courant dans l'un ou plusieurs des éléments chauffants 10 de sorte que seul l'un, déterminé, desdits éléments chauffants est 20 alimenté en courant. On détermine alors la valeur du courant traversant ledit élément chauffant 10 déterminé à partir de la mesure du courant traversant ladite ligne d'alimentation 30 commune. Lesdites étapes de blocage et de mesure du courant correspondant sont réalisées préférentiellement pendant un temps réduit, par exemple moins de 25 10% du temps de cycle, REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de chauffage, notamment pour boîtier de climatisation d'un véhicule automobile, comprenant une pluralité d'éléments chauffants (10) reliés électriquement en parallèle, une ligne d'alimentation électrique (30) commune auxdits éléments chauffants (10), et un moyen (20) de mesure de courant électrique, disposé le long de la ligne d'alimentation (30) commune. 2. Dispositif (1) de chauffage selon la revendication 1, comprenant un moyen (22) de contrôle permettant d'alimenter chacun des éléments chauffants (10) de façon cyclique selon un cycle associé à chacun des éléments chauffants (10), le moyen (22) de contrôle permettant d'introduire un décalage temporel dans les cycles de façon à faire varier le courant traversant la ligne d'alimentation commune selon différents paliers représentatifs du courant circulant dans chaque élément chauffant (10). 3. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le moyen (20) de mesure comprend une résistance de shunt (21). 4. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le moyen (20) de mesure comprend un microcontrôleur (24). 5. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les éléments chauffants (10) comprennent des résistances à effet CTP. 6. Procédé de commande d'un dispositif de chauffage (1) selon l'une des revendications précédentes comprenant une étape de mesure du courant traversant la ligne d'alimentation (30) commune. 9 7. Procédé selon la revendication 6, comprenant une étape de contrôle permettant d'alimenter chacun des éléments chauffants (10) de façon cyclique selon un cycle associé à chacun des éléments chauffants (10). 5 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'étape de contrôle comprend une introduction d'un décalage temporel dans les cycles de façon à faire varier le courant traversant la ligne d'alimentation commune (30) selon différents paliers représentatifs du courant circulant dans chaque élément chauffant (10). 10 9. Procédé selon la revendication 8, comprenant une étape de traitement permettant de déterminer la valeur du courant traversant chaque élément chauffant (10) à partir d'une valeur desdits paliers. 15 10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel l'étape de contrôle comprend une étape dans laquelle on bloque la circulation du courant dans l'un ou plusieurs des éléments chauffants (10) de sorte que seul l'un, déterminé, desdits éléments chauffants (10) est alimenté en courant et on détermine la valeur du courant traversant ledit élément chauffant (10) 20 déterminé à partir de la mesure du courant traversant ladite ligne d'alimentation (30) commune.