Brevet FR3147150A1 — publié le 20241004

L’invention concerne un système auxiliaire de confort rapproché (100) pour véhicule automobile destiné à participer à l’amélioration du confort des passagers dudit véhicule en complément ou en remplacement du système de traitement d’air HVAC de ce véhicule, ledit système comportant une pluralité d’éléments de confort rapproché chauffant (110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120), un capteur de température (130) apte à mesurer la température extérieure, ainsi qu’une unité de pilotage (150) apte à piloter de manière autonome le fonctionnement desdits éléments de confort rapproché chauffant par temps froid ou tempéré ; caractérisé en ce que ledit système comporte également des moyens d’obtention (140) du niveau d’ensoleillement, ladite unité de pilotage étant configurée pour ajuster la puissance électrique consommée par l’ensemble desdits éléments de confort rapproché chauffant en fonction de ladite température extérieure et dudit niveau d’ensoleillement. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2 Système auxiliaire de confort rapproché pour véhicule automobile La présente invention concerne d’une manière générale les problématiques de la consommation énergétique des véhicules automobiles et du confort thermique dans leur habitacle. De manière connue, les véhicules automobiles sont dotés d’un système de traitement de l’air au sein de l’habitacle du véhicule afin d’assurer le confort des passagers. Désigné généralement sous l’acronyme HVAC (pour Heating, Ventilation and Air-Conditioning en langue anglaise se traduisant par chauffage, ventilation et climatisation) et classiquement installé sous le tableau de bord du véhicule, un tel système de traitement de l’air est susceptible d'être alimenté en air extérieur prélevé dans un auvent situé au pied du pare-brise et/ou en air de recyclage prélevé dans l'habitacle. Un volet d’alimentation permet en outre de régler le ratio entre le débit d'air extérieur prélevé et le débit d'air recyclé, ce volet étant piloté par une commande manuelle ou automatique permettant de choisir l'air entrant soumis au conditionnement. Le système HVAC comporte des moyens de chauffage permettant de délivrer de l’air chaud à l’intérieur de l’habitacle du véhicule de sorte à réchauffer cet habitacle et atteindre un certain niveau de confort pour les passagers. Ces moyens de chauffage peuvent par exemple comporter une pompe à chaleur réversible comprenant un circuit de circulation d'un fluide frigorifique et/ou des modules de chauffe dotés de substrats céramique et/ou de résistances électriques. Afin d’améliorer le confort des passagers par climat froid (température extérieure inférieure ou égale à 5°C) ou tempéré (température extérieure comprise entre 5 et 20°C), certains véhicules automobiles sont en outre équipés d’un système auxiliaire de confort rapproché fonctionnant de manière indépendante en complément ou en remplacement du système HVAC et comportant une pluralité d’éléments de confort rapproché chauffant intégrés dans divers organes du véhicule comme par exemple le volant, les dossiers de sièges ou encore les panneaux de portières. Décrit par exemple dans le document US 10,279,650 B2, un tel système auxiliaire de confort rapproché comporte également une unité de pilotage apte à piloter de manière autonome le fonctionnement desdits éléments de confort rapproché chauffant par temps froid ou tempéré. Lorsqu’ils sont actifs, ces d’éléments de confort rapproché chauffant entrainent une surconsommation énergétique importante du véhicule (en carburant et/ou en électricité en fonction du type de propulsion) se traduisant par une baisse notable de l’autonomie du véhicule. Une telle altération de l’autonomie s’avère particulièrement problématique pour les véhicules à propulsion électrique et l'obtention des niveaux de confort souhaités à l'intérieur de l'habitacle de ces véhicules doit être mise en balance avec la maximisation de leur autonomie. La présente invention vise à améliorer la situation. Elle propose à cet effet un système auxiliaire de confort rapproché pour véhicule automobile destiné à participer à l’amélioration du confort des passagers dudit véhicule en complément ou en remplacement du système de traitement d’air HVAC de ce véhicule, ledit système comportant une pluralité d’éléments de confort rapproché chauffant, un capteur de température apte à mesurer la température extérieure, ainsi qu’une unité de pilotage apte à piloter de manière autonome le fonctionnement desdits éléments de confort rapproché chauffant par temps froid ou tempéré ; caractérisé en ce que ledit système comporte également des moyens d’obtention du niveau d’ensoleillement, ladite unité de pilotage étant configurée pour ajuster la puissance électrique consommée par l’ensemble desdits éléments de confort rapproché chauffant en fonction de ladite température extérieure et dudit niveau d’ensoleillement. Le système auxiliaire de confort rapproché selon l’invention permet ainsi d’optimiser la surconsommation énergétique du véhicule associée à ces éléments de confort rapproché chauffant (en carburant et/ou en électricité en fonction du type de propulsion) de sorte à limiter leur impact sur l’autonomie du véhicule tout en assurant un confort satisfaisant pour les passagers. Selon des caractéristiques préférées dudit système auxiliaire de confort rapproché selon l’invention : - ladite unité de pilotage est configurée pour ajuster ladite puissance électrique consommée par une sélection du nombre desdits éléments de confort rapproché chauffant activés et une modulation de leur puissance électrique ; - ladite unité de pilotage comprend une mémoire stockant un tableau de correspondance à double entrée indiquant le ou les éléments de confort rapproché chauffant à activer ainsi que la modulation de leur niveau de puissance en fonction de la température extérieure et du niveau d’ensoleillement ; - ladite unité de pilotage est configurée pour ajuster ladite puissance électrique consommée uniquement par une sélection du nombre d’éléments de confort rapproché chauffant activés à leur puissance maximale ; - ladite unité de pilotage est configurée pour ajuster ladite puissance électrique consommée uniquement par une modulation de la puissance électrique de l’ensemble desdits éléments de confort rapproché chauffant ; - la puissance modulée de chacun desdits éléments de confort rapproché chauffant est égale au produit de sa puissance maximale et d’un coefficient de pondération fonction de ladite température extérieure et dudit niveau d’ensoleillement ; - ledit système comporte également une pluralité d’éléments de confort rapproché refroidissant, ladite unité de pilotage étant également apte à piloter de manière autonome le fonctionnement desdits éléments de confort rapproché refroidissant par temps chaud ; - ladite unité de pilotage est configurée pour ajuster la puissance électrique consommée par l’ensemble desdits éléments de confort rapproché refroidissant en fonction de ladite température extérieure et dudit niveau d’ensoleillement ; et/ou - les moyens d’obtention du niveau d’ensoleillement sont constitués par un capteur d’ensoleillement. L’invention vise également sous un second aspect un véhicule automobile comportant un tel système auxiliaire de confort rapproché. L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d’un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - représente une vue schématique de dessus d’un véhicule automobile comportant un système auxiliaire de confort rapproché selon l’invention ; et - est un diagramme fonctionnel du système auxiliaire de confort rapproché selon l’invention. La représente une vue schématique de dessus d’un véhicule automobile 1 de type électrique comprenant une machine électrique de propulsion alimentée par une ou plusieurs batteries à haute tension. L’invention n’est toutefois pas limitée à ce type de véhicule et peut concerner également un véhicule de type hybride comprenant un moteur à combustion ainsi qu’une machine électrique de propulsion, ou bien encore un véhicule purement thermique doté uniquement d’un moteur à combustion. Dans la suite de cette description et par convention, les termes « avant » et « arrière » s’entendront par rapport à l’orientation générale du véhicule 1. Le terme « avant » indiquera un positionnement orienté vers le devant du véhicule selon la direction horizontale et le terme « arrière » indiquera un positionnement orienté vers l’arrière de ce véhicule selon la même direction horizontale. Le véhicule automobile 1 est doté d’un habitacle comportant une première rangée de sièges constituée en l’espèce de deux sièges avant 3, 4 agencés symétriquement de part et d’autre de l’axe longitudinal médian du véhicule, ainsi qu’une seconde rangée de sièges constituée en l’espèce par trois sièges arrière 5, 6, 7 indépendants ou constitutifs d’une banquette et s’étendant transversalement sur la largeur de cet habitacle à l’arrière des sièges avant 3, 4. L’invention n’est toutefois pas limitée à ce type d’agencement et l’habitacle peut par exemple comprendre une troisième rangée de sièges et/ou un nombre différent de sièges par rangée. Le véhicule 1 est équipé d’un système de traitement de l’air HVAC, non représenté, comportant des moyens de chauffage ainsi que des conduites d’air en communication fluidique avec des aérateurs ou buses de sortie d’air implantés par exemple au niveau de la planche de bord de ce véhicule 1 et permettant de diffuser dans l’habitacle de l’air chaud pulsé de sorte à réchauffer cet habitacle et atteindre un certain niveau de confort pour les passagers. Ces moyens de chauffage peuvent consister par exemple en une résistance électrique disposée dans un système de ventilation, chauffant directement l’air avant qu’il ne soit introduit dans l’habitacle à l’aide d’une soufflerie, ou encore en une résistance électrique chauffant un liquide caloporteur, le liquide caloporteur chauffant un échangeur thermique traversé par l’air avant qu’il ne soit introduit dans l’habitacle, ou encore en un échangeur de température d’un dispositif de type pompe à chaleur. Le véhicule 1 comporte en outre un système auxiliaire de confort rapproché 100 dont le diagramme fonctionnel est représenté sur la . Ce système auxiliaire de confort rapproché 100 est pourvu d’un certain nombre d’éléments de confort rapproché chauffant comprenant en l’espèce : - un élément chauffant 110 intégré dans le volant 8 ; - un élément chauffant 111 intégré dans la boîte à gants 9 ; - un élément chauffant 112 intégré dans l’accoudoir 10 de la console centrale ; - deux éléments chauffant 113, 114 intégrés respectivement dans les vitres ou panneaux des portières latérales avant 11, 12 ; - deux éléments chauffant 115, 116 intégrés respectivement dans les deux dossiers des sièges avant 3, 4 ; - deux éléments chauffant 117, 118 intégrés respectivement dans des deux caves à pieds 13, 14 situés au devant des sièges avant 3, 4 ; et - deux éléments chauffant 119, 120 intégrés respectivement dans les deux dossiers des sièges latéraux arrière 5, 7. Ces divers éléments de confort rapproché chauffant 110 à 120 qui comprennent par exemple chacun une nappe électrique résistive, permettent ainsi de transférer par conduction, convection et/ou rayonnement une partie de la chaleur qu’ils produisent vers certaines zones corporelles (pied, jambes, bras, dos, tête, etc.) des passagers du véhicule 1. En fonction notamment de leur surface et/ou de la distance les séparant de la ou des zones corporelles visées, les éléments de confort rapproché chauffant 111 à 120 présentent avantageusement des puissances électriques maximales différentes comprises par exemple entre 50 et 100 W. L’invention n’est toutefois pas limitée à un tel agencement et d’autres types d’éléments de confort rapproché chauffant peuvent être disposés dans le véhicule. On pourrait par exemple prévoir d’intégrer de tels éléments de confort rapproché chauffant, dans l’accoudoir central de la banquette arrière, dans les accoudoirs latéraux, dans les appuie-têtes des sièges avant et/ou arrière, dans le pavillon de toit, dans les panneaux des portières latérales arrière, dans les caves à pieds situés au devant des sièges latéraux arrière, ou bien encore dans les pare-soleil. En référence à la , ce système auxiliaire de confort rapproché 100 comporte également un capteur de température 130 apte à mesurer la température extérieure, ainsi qu’un capteur d’ensoleillement 140 apte à mesurer le niveau d’ensoleillement (c’est-à-dire la puissance du rayonnement thermique du soleil). En variante ce niveau d’ensoleillement peut être obtenu par d’autres moyens. Il peut par exemple être transmis en temps réel au véhicule par un fournisseur distant de données météo et via un protocole de communication sans fil. Il peut également être estimé par calcul sur la base de données recueillies par d’autres capteurs du véhicule (par exemple, à partir de la différence entre la température extérieure fournie par le capteur 130 et la température de surface du pare-brise mesurée par un capteur de buée). Le système auxiliaire de confort rapproché 100 comporte en outre une unité de pilotage 150, constituée de préférence par le BSI du véhicule (pour « Boîtier de Servitude Intelligent ») également appelé VSM (pour « Vehicle Supervisor Module » en anglais) dans la terminologie courante, et reliée, via le réseau électronique de bord du véhicule 1, aux divers éléments de confort rapproché chauffant 110 à 120 ainsi qu’aux capteurs de température 130 et d’ensoleillement 140. L’unité de pilotage 150 est apte à piloter de manière autonome le fonctionnement des éléments de confort rapproché chauffant 110 à 120 par temps froid ou tempéré (c'est-à-dire lorsque la température extérieure est inférieure à une première température prédéterminée, par exemple égale à 20°C). Elle peut également assurer le pilotage du système de traitement de l’air HVAC. L’invention n’est toutefois pas limitée à une telle configuration et ce système de traitement de l’air HVAC peut être piloté indépendamment par une autre unité de pilotage spécifique. Selon l’invention, l’unité de pilotage 150 est configurée pour ajuster la puissance électrique consommée par l’ensemble des éléments de confort rapproché chauffant 110 à 120 en fonction de la température extérieure et du niveau d’ensoleillement mesurés respectivement par les capteurs 130 et 140. Cet ajustement de la puissance électrique consommée est réalisé par une sélection du nombre d’éléments de confort rapproché chauffant activés et une modulation de leur puissance électrique, opérée avantageusement via un tableau de correspondance à double entrée stocké dans une mémoire de cette unité de pilotage 150 et indiquant le ou les éléments de confort rapproché chauffant à activer ainsi que la modulation de leur niveau de puissance en fonction de la température extérieure et du niveau d’ensoleillement. Pour un niveau d’ensoleillement bas (c'est-à-dire inférieur à un premier niveau seuil de par exemple 250 W/m²) et avec une température extérieure froide (c'est-à-dire une température extérieure inférieure à une première température seuil de par exemple 5°C), ce tableau peut prévoir par exemple que l’ensemble des éléments de confort rapproché chauffant 110 à 120 soient activés et fonctionnent à leur puissance maximale (la puissance électrique consommée par le système auxiliaire de confort rapproché 100 étant alors à son maximum et en l’espèce de l’ordre de 300 W). Avec ce même niveau d’ensoleillement bas mais avec une température extérieure tempérée (supérieure ou égale à cette première température seuil), ce tableau peut prévoir que l’ensemble des éléments de confort rapproché chauffant 110 à 120 soient également activés mais ne fonctionnent à la moitié de leur puissance maximale (la puissance électrique consommée par le système auxiliaire de confort rapproché 100 étant alors en l’espèce de l’ordre de 150 W). Pour un niveau d’ensoleillement moyen (c'est-à-dire compris entre le premier niveau seuil et un second niveau seuil de par exemple 750 W/m²) et avec une température extérieure froide, ce tableau peut prévoir que seuls certains éléments de confort rapproché chauffant soient activés (par exemple, les éléments 110, 111, 112 et 115, 116) et fonctionnent à leur puissance maximale (la puissance électrique consommée par le système auxiliaire de confort rapproché 100 étant alors en l’espèce de l’ordre de 200 W). Avec ce même niveau d’ensoleillement moyen mais avec une température extérieure tempérée, ce tableau peut prévoir également que seuls certains éléments de confort rapproché chauffant soient activés (par exemple, les éléments 110, 111, 112 et 115, 116) mais ne fonctionnent à la moitié de leur puissance maximale (la puissance électrique consommée par le système auxiliaire de confort rapproché 100 étant alors en l’espèce de l’ordre de 100 W). Pour un niveau d’ensoleillement fort (c'est-à-dire supérieur à ce second niveau seuil) et avec une température extérieure froide, ce tableau peut prévoir qu’un nombre encore moindre d’éléments de confort rapproché chauffant soient activés (par exemple, uniquement les éléments 117, 118) et fonctionnent à leur puissance maximale (la puissance électrique consommée par le système auxiliaire de confort rapproché 100 étant alors en l’espèce de l’ordre de 50 W). Avec ce même niveau d’ensoleillement fort mais avec une température extérieure tempérée, ce tableau peut prévoir qu’aucun des éléments de confort rapproché chauffant ne soit activé (la puissance électrique consommée par le système auxiliaire de confort rapproché 100 étant alors en l’espèce nulle ou quasiment). Selon une variante de réalisation de l’invention, l’unité de pilotage 150 peut être configurée pour ajuster la puissance électrique consommée par l’ensemble des éléments de confort rapproché chauffant 110 à 120, uniquement par une sélection du nombre d’éléments de confort rapproché chauffant activés à leur puissance maximale. Selon une autre variante de réalisation de l’invention, l’unité de pilotage 150 peut être configurée pour ajuster la puissance électrique consommée par l’ensemble des éléments de confort rapproché chauffant 110 à 120, uniquement par une modulation de la puissance électrique de l’ensemble desdits éléments de confort rapproché chauffant. La puissance modulée de chacun de ces éléments de confort rapproché chauffant 110 à 120 peut par exemple être égale au produit de sa puissance maximale et d’un coefficient de pondération fonction de ladite température extérieure et dudit niveau d’ensoleillement. Selon d’autres variantes de réalisation de l’invention, ledit système auxiliaire de confort rapproché 100 peut comporter également une pluralité d’éléments de confort rapproché refroidissant non représentés (par exemple, deux éléments intégrés respectivement dans les deux dossiers des sièges avant), l’unité de pilotage étant également apte à piloter de manière autonome le fonctionnement desdits éléments de confort rapproché refroidissant par temps chaud (c'est-à-dire lorsque la température extérieure est supérieure à une seconde température prédéterminée, par exemple égale à 25°C). Dans un tel cas de figure, l’unité de pilotage 150 est alors avantageusement configurée pour ajuster la puissance électrique consommée par l’ensemble desdits éléments de confort rapproché refroidissant en fonction de la température extérieure et du niveau d’ensoleillement. De nombreuses autres variantes de réalisation de la présente invention sont bien entendu envisageables et on rappelle à cet égard que cette invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant et représentées sur les figures, mais englobe également toutes les variantes d’exécution à la portée de l'homme du métier. Système auxiliaire de confort rapproché (100) pour véhicule automobile (1) destiné à participer à l’amélioration du confort des passagers dudit véhicule en complément ou en remplacement du système de traitement d’air HVAC de ce véhicule, ledit système (100) comportant une pluralité d’éléments de confort rapproché chauffant (110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120), un capteur de température (130) apte à mesurer la température extérieure, ainsi qu’une unité de pilotage (150) apte à piloter de manière autonome le fonctionnement desdits éléments de confort rapproché chauffant par temps froid ou tempéré ; caractérisé en ce que ledit système (100) comporte également des moyens d’obtention (140) du niveau d’ensoleillement, ladite unité de pilotage (150) étant configurée pour ajuster la puissance électrique consommée par l’ensemble desdits éléments de confort rapproché chauffant (110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120) en fonction de ladite température extérieure et dudit niveau d’ensoleillement. Système auxiliaire de confort rapproché (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité de pilotage (150) est configurée pour ajuster ladite puissance électrique consommée par une sélection du nombre desdits éléments de confort rapproché chauffant (110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120) activés et une modulation de leur puissance électrique. Système auxiliaire de confort rapproché (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite unité de pilotage (150) comprend une mémoire stockant un tableau de correspondance à double entrée indiquant le ou les éléments de confort rapproché chauffant (110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120) à activer ainsi que la modulation de leur niveau de puissance en fonction de la température extérieure et du niveau d’ensoleillement. Système auxiliaire de confort rapproché (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité de pilotage (150) est configurée pour ajuster ladite puissance électrique consommée uniquement par une sélection du nombre d’éléments de confort rapproché chauffant (110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120) activés à leur puissance maximale. Système auxiliaire de confort rapproché (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité de pilotage (150) est configurée pour ajuster ladite puissance électrique consommée uniquement par une modulation de la puissance électrique de l’ensemble desdits éléments de confort rapproché chauffant (110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120). Système auxiliaire de confort rapproché (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la puissance modulée de chacun desdits éléments de confort rapproché chauffant (110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120) est égale au produit de sa puissance maximale et d’un coefficient de pondération fonction de ladite température extérieure et dudit niveau d’ensoleillement. Système auxiliaire de confort rapproché (100) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit système comporte également une pluralité d’éléments de confort rapproché refroidissant, ladite unité de pilotage (150) étant également apte à piloter de manière autonome le fonctionnement desdits éléments de confort rapproché refroidissant par temps chaud. Système auxiliaire de confort rapproché (100) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite unité de pilotage (150) est configurée pour ajuster la puissance électrique consommée par l’ensemble desdits éléments de confort rapproché refroidissant en fonction de ladite température extérieure et dudit niveau d’ensoleillement. Système auxiliaire de confort rapproché (100) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens d’obtention du niveau d’ensoleillement sont constitués par un capteur d’ensoleillement (140). Véhicule automobile (1) comportant un système auxiliaire de confort rapproché (100) selon l’une des revendications 1 à 9.