EP3198989A1 - Device for electrically heating fluid for a motor vehicle and method for controlling said device - Google Patents

Device for electrically heating fluid for a motor vehicle and method for controlling said device

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Publication number
EP3198989A1
EP3198989A1 EP15763944.4A EP15763944A EP3198989A1 EP 3198989 A1 EP3198989 A1 EP 3198989A1 EP 15763944 A EP15763944 A EP 15763944A EP 3198989 A1 EP3198989 A1 EP 3198989A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating
control
unit
fluid
processing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15763944.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bertrand Puzenat
Laetitia RAULIN-GESTAS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP3198989A1 publication Critical patent/EP3198989A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2221—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating an intermediate liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/0072—Special adaptations
    • F24H1/009—Special adaptations for vehicle systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/14—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form
    • F24H1/142—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form using electric energy supply
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
    • H05B1/0236—Industrial applications for vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/023—Industrial applications
    • H05B1/0244—Heating of fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H2250/00—Electrical heat generating means
    • F24H2250/04—Positive or negative temperature coefficients, e.g. PTC, NTC

Definitions

  • the present invention relates to an electric fluid heating device for a motor vehicle and a method for controlling this device.
  • the invention applies more particularly to heating and / or air conditioning apparatus for motor vehicles comprising such a heating device.
  • the heating of the air for heating the passenger compartment of a motor vehicle, as well as demisting and defrosting is ensured by the passage of a flow of air through a heat exchanger more specifically by heat exchange between the air flow and a fluid.
  • This is usually the coolant in the case of a heat engine.
  • this heating mode may be unsuitable or insufficient to ensure rapid and efficient heating of the passenger compartment of the vehicle, in particular to ensure a warming of the passenger compartment or defrosting or defogging before use of the vehicle in very cold environment or again when a very rapid rise in temperature is desired.
  • the heating function is no longer performed by the circulation of the cooling fluid in the heat exchanger.
  • this heating mode may also be inadequate or insufficient to ensure rapid and efficient heating of the passenger compartment of the vehicle.
  • a known solution is to add to the heat exchanger or the water circuit or the air conditioning loop, an additional electric heating device.
  • the additional electric heating device may be adapted to heat upstream the fluid, such as the cooling fluid for the heat engine, or the water of the heating water circuit of the passenger compartment of the electric vehicle or the cooling fluid. of the air conditioning loop.
  • the additional electric heating device comprises a heating element in contact with the fluid to be heated.
  • the implementation of the heating element is controlled by a control means comprising for example an electric current switch to allow and / or prohibit the start of the heating element to which it is connected.
  • a control means comprising for example an electric current switch to allow and / or prohibit the start of the heating element to which it is connected.
  • it is a basic control of such a heating device which does not necessarily correspond to the needs of the car manufacturer.
  • the heating device is sent a cyclic ratio a which determines for a rectangular signal the ratio between the duration of the high time (the current passes and the heating device) and its period (T).
  • PWM pulse width modulation
  • each electric heating device of a fluid is associated a single control mode, which requires each time specific developments according to the needs of the manufacturers and / or the application and the integration of such heating device in a motor vehicle.
  • the present invention proposes to remedy at least partially the disadvantages mentioned above by having a heating device capable of being controlled in at least two different control modes.
  • the subject of the invention is a device for electric heating of a fluid for a motor vehicle comprising:
  • At least one heating body having at least one heating resistor having at least one heating resistor
  • an electric control unit of the heating body electrically connected to at least one heating resistor
  • a processing and regulation unit configured to receive a signal comprising, on the one hand, control data relating to one of several control modes of the electrical control unit and secondly at least one setpoint value for the control mode designated by said control data and for controlling the electric control unit according to the control data and the setpoint value. received.
  • the present invention makes it possible to obtain an electrical heating device that can easily be adapted to many ways of controlling the heating resistor (s).
  • a first mode is for example a power control mode and the set value is a heating power value.
  • a second mode is for example a control mode according to a duty cycle and the setpoint is a duty cycle value.
  • a third mode is a temperature control mode and the setpoint value is a temperature value to reach the fluid to be heated.
  • the electrical control unit may comprise at least one insulated gate bipolar transistor.
  • the processing and regulation unit comprises a communication component with an on-board communication network.
  • the communication component is for example a communication component compatible with the standardized Local Interconnection Network (LIN) protocol, which allows easy integration into the communication network of a motor vehicle.
  • LIN Local Interconnection Network
  • the invention further relates to a method of controlling an electric heating device as defined above, characterized in that
  • the processing and regulating unit receives from a communication bus a signal comprising on the one hand a control data relating to one of several control modes of the electrical control unit and, on the other hand, at least one control value. setpoint relating to the control mode designated by said control data,
  • the processing and regulating unit determines the parameters necessary for controlling the electrical control unit according to the control data and the setpoint received, and
  • the processing and regulating unit controls the electric control unit.
  • the processing and regulating unit can calculate power limitations to be applied for the at least one isolated gate bipolar transistor.
  • processing and regulating unit calculates a power smoothing to be applied for said at least one insulated gate bipolar transistor.
  • the invention furthermore relates to a method of communication on an on-board network, in particular of a motor vehicle, compatible with the standardized Local Interconnection protocol in which data frames are transmitted on a serial bus, characterized in that it comprises specific data frames associated with an electric heating device of a fluid as defined above, these specific frames comprising a control data relating to one of several modes of control of the electrical control unit and of on the other hand at least one setpoint value for the control mode designated by said control data and for controlling the electric control unit according to the received control data and setpoint value.
  • the invention also relates to an information storage means, characterized in that it stores one or more programs whose execution allows implementation of a method as defined above.
  • the invention further relates to a computer program on an information storage means, comprising one or more sequences of instructions executable by an information processing unit such as microprocessor, microcontroller, computer and / or machine. state, the execution of said instruction sequences allowing implementation of one of the methods as defined above.
  • an information processing unit such as microprocessor, microcontroller, computer and / or machine. state
  • FIG. 1 represents a perspective view of an electric fluid heater for a motor vehicle according to the present invention, partially shown in transparency,
  • FIG. 2 represents the electric heating device of FIG. 1 without a fluid outlet housing
  • FIG. 3 represents a partial detail view of the control means of the heating device of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a simplified diagram of an embodiment of an electric circuit of an electric heating device of a fluid according to the invention.
  • Figure 5 is a flowchart of a method of controlling an electric heating device of a fluid according to the invention.
  • Figures 1 to 3 show an electric fluid heater for a motor vehicle 1 for a heater and / or air conditioning.
  • the electric heating device 1 is for example an additional heating device for heating a fluid, for example water, before it enters a water heating circuit for heating the passenger compartment of an electric vehicle. .
  • the electric heating device 1 is disposed upstream of an evaporator of an air conditioning loop capable of operating in heat pump mode, so as to heat the refrigerant.
  • the electric heating device 1 is arranged upstream of a heat exchanger using the cooling fluid of a heat engine as heat transfer fluid. It would also be possible to provide such an electric heating device 1 upstream of a heat exchanger intended for the thermal regulation of an electrical energy storage device, sometimes referred to as a set of batteries, for a vehicle with electric propulsion or hybrid.
  • the electric heating device 1 represented comprises, for example:
  • an electrical control unit 5 for controlling the power supply of the heating modules 3a, 3b,
  • a fluid inlet such as a fluid inlet housing 9a
  • a fluid outlet 9b such as a fluid outlet housing 9b.
  • the electric heating device comprises a single heating module, or more than two heating modules as required.
  • a heating module 3a, 3b comprises:
  • a core for example hollow
  • heating body 13a, 13b a heating body 13a, 13b.
  • a heating body 13a, 13b is made in the form of an envelope surrounding the core 11.
  • the core 11 and the heating body 13a, 13b are for example substantially cylindrical.
  • the core 11 and the heating body 13a, 13b may be concentric.
  • the heating module comprises only a heating body.
  • a heating module 3a, 3b thus has a substantially cylindrical general shape defined by the heating body 13a, 13b.
  • the core 11 and the heating body 13a, 13b define a fluid guide circuit to be heated, such as liquid, between the core 11 and the heating body 13a, 13b.
  • the guide circuit is defined around the outer surface of the core 11, so it is outside the core 11 and inside the heating body 13a or 13b.
  • the outer surface of the core 11 and the inner surface of the heating body 13a or 13b associated define a circulation volume of the fluid to be heated around the core 11.
  • the fluid from the fluid inlet box 9a can circulate in this circulation volume, then to the output box 9b.
  • the guide circuit of the fluid to be heated is created by the orientation of the inlet fluid on the inner surface of the heating body 13a, 13b so as to create the circulation volume of the fluid to be heated on the inner surface of the heating body.
  • the inner surface of the heating body is defined by the surface on which the fluid is in contact.
  • each heating module 3a, 3b comprises a circuit for guiding the fluid between the core 11 and the heating body 13a, 13b respectively.
  • a heating body 13a, 13b has at least one heating resistor 17.
  • This heating resistor 17 can be made in the form of one or more resistive tracks 17.
  • the resistive tracks 17 are for example made by screen printing on the outer surface of the heating body 13a, 13b, that is to say on the surface opposite the surface of the heating body 13a, 13b facing the core 11.
  • the resistive tracks 17 are therefore out of the fluid guide circuit to be heated.
  • the heat produced by the resistor is directly transmitted to the fluid to be heated through the wall of the heating body 13a or 13b corresponding, which minimizes thermal losses and reduces the thermal inertia of the device, the fluid can therefore be heated quickly.
  • the electrical control unit 5 controls the heating bodies 13a, 13b by controlling the supply of the heating resistors 17.
  • connection terminals are provided that are electrically connected to the ends of the resistive tracks 17.
  • a temperature sensor 19 for measuring, depending on the location of the sensor 19, the temperature of an associated heating body 13a, 13b or the exit temperature of the heated fluid. It can be a thermistor, such as a "CTN” probe for Negative Temperature Coefficient or "NTC” for the English “Negative Temperature Coefficient”, whose resistance decreases with temperature.
  • This temperature sensor 19 may be brazed or welded to the outer surface of the associated heating body 13a, 13b or placed so as to be in contact with the heated fluid.
  • heating modules 3a, 3b are for example identical.
  • the two heating modules 3a, 3b are according to the illustrated embodiment arranged side by side substantially parallel.
  • the side-by-side arrangement makes it possible to reduce the size of the heating device 1 in the longitudinal direction.
  • this arrangement has a low heating inertia and a low pressure drop.
  • the heating modules 3a, 3b respectively have two longitudinally opposite ends: an inlet end and an output end.
  • the inlet ends are received in a respective cavity of the fluid inlet housing 9a and similarly the outlet ends are received in a respective cavity of the fluid outlet housing 9b.
  • a fluid inlet channel is formed in the fluid inlet housing 9a.
  • the input channel communicates with the guiding circuit of the first heating module 3a and with the guiding circuit of the second heating module 3b.
  • the fluid inlet housing 9a has, by way of example, a substantially parallelepipedal base provided with a first cavity and a second cavity respectively of cylindrical shape with a spherical bottom to receive the respective inlet ends of the heating modules 3a. , 3b.
  • the fluid inlet housing 9a may also include a protruding fluid intake manifold of the electric heater 1.
  • the inlet channel is thus fluidly connected to the intake manifold in parallel with the two housing cavities. fluid inlet 9a.
  • a fluid outlet channel is formed in the fluid outlet housing 9b and communicates with the guide circuit of the first heater module 3a and with the guide circuit of the second heater module 3b.
  • the fluid outlet housing 9b has substantially the same shape as the fluid inlet housing 9a. It thus has a substantially parallelepipedal base provided with two cavities for receiving the output ends of the heating modules 3a, 3b and a projecting fluid outlet pipe 25 of the electric heating device 1, intended to be fluidly connected to a circuit heated fluid.
  • the input and output boxes 9a and 9b are connected symmetrically to the two opposite ends of the heating modules 3a, 3b.
  • the flow of the fluid is thus effected from the inlet fluid intake pipe 9a, in the inlet channel, then in parallel in the guide circuits of the heating modules 3a, 3b and spring in the outlet channel of the outlet housing 9b and then through the outlet pipe 25.
  • the flow of the fluid is substantially parallel to the longitudinal axis A of a heating module 3a, 3b. We speak of linear flow.
  • the electrical circuit support 27 is for example a printed circuit board (or PCB in English for "Printed circuit board”).
  • the electrical control unit comprises at least one, see several electrical current switches 29 (see Figure 3) to control the power supply of the heating bodies 13a, 13b.
  • the electric current switches 29 are, for example, insulated gate bipolar transistors 28 (IGBT) (see FIG. 4) respectively electrically connected to the resistances 17 of the heating elements 13a, 13b.
  • IGBT insulated gate bipolar transistors 28
  • the electrical circuit support may carry electrical connection means 30 comprising electrical connectors connecting the heating resistors 17 to the electric current switches 29, high voltage power connectors 31 and a low voltage power supply connector and communication bus 33 (see Figures 1 and 2).
  • positioning means 35 for the electrical circuit support 27 may be provided, such as for example a smart clip means arranged at the four corners of the electrical circuit support 27.
  • FIG. 4 shows a simplified diagram of the heater 1 according to the invention.
  • the electrical control unit 5 is controlled by a processing and regulation unit 40 also carried by the electric circuit support 27.
  • the processing and regulating unit 40 controls the opening and / or closing of the insulated gate bipolar transistors 28.
  • the processing and regulation unit 40 comprises for example a microprocessor 42 programmed to receive a signal, in particular a data frame, via the communication bus 33.
  • the unit 40 comprises, for example a communication component 44 with an on-board communication network which is for example compatible with the standardized Local Interconnection Network (LIN) protocol and which is connected to the microprocessor 42.
  • LIN Local Interconnection Network
  • the data frame comprises, for example, an identifier for being associated with an electric heating device 1 and contains a control data relating to one of several control modes of the electrical control unit 5 and at least one setpoint value relating to the control mode designated by said control data and to control the electric control unit 5 according to the control data and the received setpoint.
  • a first mode is for example a power control mode and the set value for this power mode is a heating power value.
  • the processing and regulating unit 40 determines for example the duty ratio a to be applied to obtain the requested heating power and then sends a control signal to the electrical control unit 5 to open and closing the insulated gate bipolar transistor 28 and thus obtain an average power corresponding to the desired power.
  • a second mode is for example a control mode according to a duty ratio a and the set value for this control mode is a duty cycle value a.
  • the unit 40 directly drives the control unit 5 and its transistor 28 according to the duty ratio a.
  • a third mode is for example a temperature control mode and the set value for this control mode is a temperature value to reach the fluid to be heated.
  • the unit is also connected to the temperature sensor 19 and controls for example the closing of transistor 28 until the set temperature is reached, then it cuts the current in the resistance by opening of the transistor 28, then in a loop, a heating current is sent into the resistor 17 as soon as the temperature falls below a threshold until the set temperature again.
  • Figure 5 depicts a method of controlling an electric heater 1.
  • These specific frames comprise on the one hand a control data relating to one of several control modes of the electrical control unit 5 and, on the other hand, at least one setpoint value relating to the control mode designated by said control data. and to control the electrical control unit 5 according to the received control data and setpoint.
  • the processing and regulation unit 40 receives from the communication bus 33 such a specific data frame associated with the heating device 1.
  • the processing and regulation unit 40 calculates power limitations to be applied for said at least one insulated gate bipolar transistor 28.
  • the processing and regulation unit 40 determines the indicated control mode (power, duty cycle or temperature) in the specific data frame.
  • the processing and regulation unit 40 determines in step 106-1 (power mode), 106-2 (duty cycle mode) or 106-3 ( temperature mode) the parameters necessary to control the electric control unit 5 according to the control data and the setpoint received.
  • the processing and regulation unit 40 calculates, for the determined mode, a power smoothing to be applied for the insulated gate bipolar transistor (s) 28.
  • the processing and regulation unit 40 controls the electrical control unit 5 as previously described, for example in power, according to a duty cycle or as a function of a set temperature.
  • the invention also relates to an information storage means which stores one or more programs the execution of which authorizes an implementation of the method as described above.
  • the invention also relates to a computer program on an information storage means, comprising one or more instruction sequences executable by an information processing unit such as microprocessor, microcontroller, computer and / or state machine. , the execution of said instruction sequences allowing implementation of the method as described above.
  • an information processing unit such as microprocessor, microcontroller, computer and / or state machine.
  • the present invention makes it possible to obtain an electric heating device 1 which can easily be adapted to many ways of controlling the heating resistor (s) 17.

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Abstract

The invention relates to a device (1) for electrically heating a fluid for a motor vehicle, including: at least one heating body having at least one heating resistor (17), a unit (5) for electrically controlling the heating body, which unit is electrically connected to at least one heating resistor (17), and a processing and control unit (40) that is configured to receive a signal including both control data relating to one of a plurality of modes for controlling the electric control unit (5) and at least one set value relating to the control mode designated by said control data, and is configured to control the electric control unit (5) depending on the received control data and set value.

Description

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE DE FLUIDE POUR VEHICULE AUTOMOBILE ET PROCEDE DE COMMANDE DE CE DISPOSITIF La présente invention se rapporte à un dispositif de chauffage électrique de fluide pour véhicule automobile et un procédé de commande de ce dispositif.  The present invention relates to an electric fluid heating device for a motor vehicle and a method for controlling this device.
L'invention s'applique plus particulièrement aux appareils de chauffage et/ou de climatisation de véhicules automobiles comportant un tel dispositif de chauffage. The invention applies more particularly to heating and / or air conditioning apparatus for motor vehicles comprising such a heating device.
De façon habituelle, le réchauffage de l'air destiné au chauffage de l'habitacle d'un véhicule automobile, ainsi qu'au désembuage et au dégivrage, est assuré par le passage d'un flux d'air à travers un échangeur de chaleur, plus précisément par un échange de chaleur entre le flux d'air et un fluide. Il s'agit généralement du fluide de refroidissement dans le cas d'un moteur thermique. Toutefois, ce mode de chauffage peut s'avérer inadapté ou insuffisant pour garantir un chauffage rapide et efficace de l'habitacle du véhicule, en particulier pour assurer un réchauffement de l'habitacle ou dégivrage ou désembuage avant utilisation du véhicule en environnement très froid ou encore lorsqu'une montée très rapide de la température est souhaitée. Usually, the heating of the air for heating the passenger compartment of a motor vehicle, as well as demisting and defrosting, is ensured by the passage of a flow of air through a heat exchanger more specifically by heat exchange between the air flow and a fluid. This is usually the coolant in the case of a heat engine. However, this heating mode may be unsuitable or insufficient to ensure rapid and efficient heating of the passenger compartment of the vehicle, in particular to ensure a warming of the passenger compartment or defrosting or defogging before use of the vehicle in very cold environment or again when a very rapid rise in temperature is desired.
En outre, dans le cas d'un véhicule électrique, la fonction de chauffage n'est plus réalisée par la circulation du fluide de refroidissement dans l'échangeur de chaleur. On peut cependant prévoir un circuit d'eau pour le chauffage de l'habitacle mais ce mode de chauffage peut aussi s'avérer inadapté ou insuffisant pour garantir un chauffage rapide et efficace de l'habitacle du véhicule. Une solution connue consiste à adjoindre à l'échangeur de chaleur ou au circuit d'eau ou encore à la boucle de climatisation, un dispositif de chauffage électrique additionnel. Le dispositif de chauffage électrique additionnel peut être adapté pour chauffer en amont le fluide, tel que le fluide de refroidissement pour le moteur thermique, ou l'eau du circuit d'eau de chauffage de l'habitacle du véhicule électrique ou encore le fluide réfrigérant de la boucle de climatisation. Le dispositif de chauffage électrique additionnel comporte un élément chauffant en contact avec le fluide à chauffer. La mise en œuvre de l'élément chauffant est contrôlée par un moyen de commande comportant par exemple un interrupteur de courant électrique pour autoriser et /ou interdire la mise en marche de l'élément chauffant auquel il est relié. Toutefois, il s'agit d'une commande basique d'un tel dispositif de chauffage ce qui ne correspond pas forcément aux besoins du constructeur automobile. In addition, in the case of an electric vehicle, the heating function is no longer performed by the circulation of the cooling fluid in the heat exchanger. However, it is possible to provide a water circuit for heating the passenger compartment, but this heating mode may also be inadequate or insufficient to ensure rapid and efficient heating of the passenger compartment of the vehicle. A known solution is to add to the heat exchanger or the water circuit or the air conditioning loop, an additional electric heating device. The additional electric heating device may be adapted to heat upstream the fluid, such as the cooling fluid for the heat engine, or the water of the heating water circuit of the passenger compartment of the electric vehicle or the cooling fluid. of the air conditioning loop. The additional electric heating device comprises a heating element in contact with the fluid to be heated. The implementation of the heating element is controlled by a control means comprising for example an electric current switch to allow and / or prohibit the start of the heating element to which it is connected. However, it is a basic control of such a heating device which does not necessarily correspond to the needs of the car manufacturer.
Il existe aussi par exemple des commandes plus sophistiquées par modulation de largeur d'impulsion (PWM pour « puise width modulation » en anglais). Dans ce cas, on envoie au dispositif de chauffage un rapport cyclique a qui détermine pour un signal rectangulaire le rapport entre la durée du temps haut (le courant passe et le dispositif chauffe) et sa période (T).  There are also for example more sophisticated commands by pulse width modulation (PWM). In this case, the heating device is sent a cyclic ratio a which determines for a rectangular signal the ratio between the duration of the high time (the current passes and the heating device) and its period (T).
Cependant, à chaque dispositif de chauffage électrique d'un fluide est associé un seul mode de commande, ce qui nécessite à chaque fois des développements spécifiques en fonction des besoins des constructeurs et / ou de l'application et l'intégration d'un tel dispositif de chauffage dans un véhicule automobile.  However, to each electric heating device of a fluid is associated a single control mode, which requires each time specific developments according to the needs of the manufacturers and / or the application and the integration of such heating device in a motor vehicle.
La présente invention se propose de remédier au moins partiellement aux inconvénients ci-dessus mentionnés en présentant un dispositif de chauffage capable d'être piloté en au moins deux modes de commande différents. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de chauffage électrique d'un fluide pour véhicule automobile comprenant : The present invention proposes to remedy at least partially the disadvantages mentioned above by having a heating device capable of being controlled in at least two different control modes. For this purpose, the subject of the invention is a device for electric heating of a fluid for a motor vehicle comprising:
au moins un corps chauffant présentant au moins une résistance chauffante,  at least one heating body having at least one heating resistor,
- une unité de commande électrique du corps chauffant reliée électriquement à au moins une résistance de chauffage, et une unité de traitement et de régulation configurée pour recevoir un signal comprenant d'une part une donnée de commande relatif à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité de commande électrique et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et pour piloter l'unité de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues.  an electric control unit of the heating body electrically connected to at least one heating resistor, and a processing and regulation unit configured to receive a signal comprising, on the one hand, control data relating to one of several control modes of the electrical control unit and secondly at least one setpoint value for the control mode designated by said control data and for controlling the electric control unit according to the control data and the setpoint value. received.
Ainsi, la présente invention permet d'obtenir un dispositif de chauffage électrique qui peut s'adapter facilement à de nombreuses façons de piloter la ou les résistances de chauffage.  Thus, the present invention makes it possible to obtain an electrical heating device that can easily be adapted to many ways of controlling the heating resistor (s).
Le dispositif de chauffage électrique d'un fluide peut comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison :  The electric heating device of a fluid may further comprise one or more of the following characteristics taken alone or in combination:
Un premier mode est par exemple un mode de pilotage en puissance et la valeur de consigne est une valeur de puissance de chauffage.  A first mode is for example a power control mode and the set value is a heating power value.
Un deuxième mode est par exemple un mode de pilotage selon un rapport cyclique et la valeur de consigne est une valeur de rapport cyclique.  A second mode is for example a control mode according to a duty cycle and the setpoint is a duty cycle value.
Un troisième mode est un mode de pilotage en température et la valeur de consigne est une valeur de température à atteindre du fluide à réchauffer.  A third mode is a temperature control mode and the setpoint value is a temperature value to reach the fluid to be heated.
L'unité de commande électrique peut comprendre au moins un transistor bipolaire à grille isolée. L'unité de traitement et de régulation comprend un composant de communication avec un réseau de communication embarqué. The electrical control unit may comprise at least one insulated gate bipolar transistor. The processing and regulation unit comprises a communication component with an on-board communication network.
Le composant de communication est par exemple un composant de communication compatible avec le protocole standardisé de Réseau Local d'Interconnection (LIN) ce qui permet une intégration facile dans le réseau de communication d'un véhicule automobile.  The communication component is for example a communication component compatible with the standardized Local Interconnection Network (LIN) protocol, which allows easy integration into the communication network of a motor vehicle.
L'invention concerne en outre un procédé de commande d'un dispositif de chauffage électrique tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que  The invention further relates to a method of controlling an electric heating device as defined above, characterized in that
l'unité de traitement et de régulation reçoit depuis un bus de communication un signal comprenant d'une part une donnée de commande relative à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité de commande électrique et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande,  the processing and regulating unit receives from a communication bus a signal comprising on the one hand a control data relating to one of several control modes of the electrical control unit and, on the other hand, at least one control value. setpoint relating to the control mode designated by said control data,
en fonction de la valeur de consigne, l'unité de traitement et de régulation détermine les paramètres nécessaires pour piloter l'unité de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues, et  according to the setpoint value, the processing and regulating unit determines the parameters necessary for controlling the electrical control unit according to the control data and the setpoint received, and
l'unité de traitement et de régulation pilote l'unité de commande électrique.  the processing and regulating unit controls the electric control unit.
L'unité de traitement et de régulation peut calculer des limitations de puissance à appliquer pour ledit au moins un transistor bipolaire à grille isolée.  The processing and regulating unit can calculate power limitations to be applied for the at least one isolated gate bipolar transistor.
On peut en outre prévoir que l'unité de traitement et de régulation calcule un lissage de puissance à appliquer pour ledit au moins un transistor bipolaire à grille isolée.  It can further be provided that the processing and regulating unit calculates a power smoothing to be applied for said at least one insulated gate bipolar transistor.
Ces deux calculs de limitation et/ou de lissage visent à prolonger la durée de vie du transistor bipolaire à grille isolée These two limiting and / or smoothing calculations aim at extending the life of the insulated gate bipolar transistor.
IGBT. L'invention concerne de plus un procédé de communication sur un réseau embarqué, notamment de véhicule automobile, compatible avec le protocole standardisé de Réseau Local d'Interconnection dans lesquels des trames de données sont émises sur un bus série, caractérisé en ce qu'il comprend des trames de données spécifiques associés à un dispositif de chauffage électrique d'un fluide tel que défini ci- dessus, ces trames spécifiques comprenant une donnée de commande relatif à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité de commande électrique et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et pour piloter l'unité de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues. L'invention concerne aussi un moyen de stockage d'information, caractérisé en ce qu'il mémorise un ou plusieurs programmes dont l'exécution autorise une mise en œuvre d'un procédé tel que défini ci- dessus. L'invention concerne de plus un programme d'ordinateur sur un moyen de stockage d'information, comportant une ou plusieurs séquences d'instructions exécutables par une unité de traitement d'information telle que microprocesseur, microcontrôleur, ordinateur et/ou machine d'état, l'exécution desdites séquences d'instructions autorisant une mise en œuvre d'un des procédés tels que définis ci- dessus. IGBTs. The invention furthermore relates to a method of communication on an on-board network, in particular of a motor vehicle, compatible with the standardized Local Interconnection protocol in which data frames are transmitted on a serial bus, characterized in that it comprises specific data frames associated with an electric heating device of a fluid as defined above, these specific frames comprising a control data relating to one of several modes of control of the electrical control unit and of on the other hand at least one setpoint value for the control mode designated by said control data and for controlling the electric control unit according to the received control data and setpoint value. The invention also relates to an information storage means, characterized in that it stores one or more programs whose execution allows implementation of a method as defined above. The invention further relates to a computer program on an information storage means, comprising one or more sequences of instructions executable by an information processing unit such as microprocessor, microcontroller, computer and / or machine. state, the execution of said instruction sequences allowing implementation of one of the methods as defined above.
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels :  Other advantages and characteristics will appear on reading the description of the invention, as well as the appended drawings in which:
la figure 1 représente une vue en perspective d'un dispositif de chauffage électrique de fluide pour véhicule automobile selon la présente invention, partiellement représenté en transparence, FIG. 1 represents a perspective view of an electric fluid heater for a motor vehicle according to the present invention, partially shown in transparency,
la figure 2 représente le dispositif de chauffage électrique de la figure 1 sans un boîtier de sortie de fluide,  FIG. 2 represents the electric heating device of FIG. 1 without a fluid outlet housing,
la figure 3 représente une vue de détail partiel du moyen de commande du dispositif de chauffage de la figure 1, la figure 4 est un schéma simplifié d'un mode de réalisation d'un circuit électrique d'un dispositif de chauffage électrique d'un fluide selon l'invention, et  FIG. 3 represents a partial detail view of the control means of the heating device of FIG. 1; FIG. 4 is a simplified diagram of an embodiment of an electric circuit of an electric heating device of a fluid according to the invention, and
la figure 5 est un organigramme d'un procédé de commande d'un dispositif de chauffage électrique d'un fluide selon l'invention.  Figure 5 is a flowchart of a method of controlling an electric heating device of a fluid according to the invention.
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. In these figures, the identical elements bear the same reference numbers.
Les figures 1 à 3 représentent un dispositif de chauffage électrique de fluide pour véhicule automobile 1 pour un appareil de chauffage et /ou climatisation.  Figures 1 to 3 show an electric fluid heater for a motor vehicle 1 for a heater and / or air conditioning.
Le dispositif de chauffage électrique 1 est par exemple un dispositif de chauffage additionnel permettant de chauffer un fluide, par exemple de l'eau, avant son entrée dans un circuit de chauffage d'eau pour le chauffage de l'habitacle d'un véhicule électrique.  The electric heating device 1 is for example an additional heating device for heating a fluid, for example water, before it enters a water heating circuit for heating the passenger compartment of an electric vehicle. .
Selon un autre exemple, le dispositif de chauffage électrique 1 est disposé en amont d'un évaporateur d'une boucle de climatisation apte à fonctionner en mode pompe à chaleur, de façon à chauffer le fluide réfrigérant.  In another example, the electric heating device 1 is disposed upstream of an evaporator of an air conditioning loop capable of operating in heat pump mode, so as to heat the refrigerant.
Selon encore un autre exemple, le dispositif de chauffage électrique 1 est agencé en amont d'un échangeur thermique utilisant le fluide de refroidissement d'un moteur thermique comme fluide caloporteur. On pourrait aussi prévoir un tel dispositif de chauffage électrique 1 en amont d'un échangeur thermique destiné à la régulation thermique d'un dispositif de stockage de l'énergie électrique, parfois qualifié d'ensemble de batteries, pour un véhicule à propulsion électrique ou hybride. According to yet another example, the electric heating device 1 is arranged upstream of a heat exchanger using the cooling fluid of a heat engine as heat transfer fluid. It would also be possible to provide such an electric heating device 1 upstream of a heat exchanger intended for the thermal regulation of an electrical energy storage device, sometimes referred to as a set of batteries, for a vehicle with electric propulsion or hybrid.
Le dispositif de chauffage électrique 1 représenté comprend par exemple:  The electric heating device 1 represented comprises, for example:
un premier module de chauffe 3a et un deuxième module de chauffe 3b,  a first heating module 3a and a second heating module 3b,
- une unité de commande électrique 5 pour contrôler l'alimentation électrique des modules de chauffe 3a, 3b,  an electrical control unit 5 for controlling the power supply of the heating modules 3a, 3b,
- une entrée de fluide, telle qu'un boîtier d'entrée de fluide 9a, et une sortie de fluide 9b, telle qu'un boîtier de sortie de fluide 9b.  a fluid inlet, such as a fluid inlet housing 9a, and a fluid outlet 9b, such as a fluid outlet housing 9b.
Bien entendu on peut prévoir que le dispositif de chauffage électrique comprenne un seul module de chauffe, ou plus de deux modules de chauffe selon les besoins.  Of course it can be provided that the electric heating device comprises a single heating module, or more than two heating modules as required.
En se référant à la figure 2, un module de chauffe 3a, 3b comprend :  Referring to FIG. 2, a heating module 3a, 3b comprises:
un noyau 11, par exemple creux, et  a core 11, for example hollow, and
- un corps chauffant 13a, 13b.  a heating body 13a, 13b.
Selon l'exemple illustré, un corps chauffant 13a, 13b est réalisé sous la forme d'une enveloppe entourant le noyau 11.  According to the illustrated example, a heating body 13a, 13b is made in the form of an envelope surrounding the core 11.
Le noyau 11 et le corps chauffant 13a, 13b sont par exemple sensiblement cylindriques.  The core 11 and the heating body 13a, 13b are for example substantially cylindrical.
Le noyau 11 et le corps chauffant 13a, 13b peuvent être concentriques.  The core 11 and the heating body 13a, 13b may be concentric.
Selon un mode de réalisation particulier, le module de chauffe comprend uniquement un corps chauffant.  According to a particular embodiment, the heating module comprises only a heating body.
Un module de chauffe 3a, 3b présente donc une forme générale sensiblement cylindrique définie par le corps chauffant 13a, 13b. Le noyau 11 et le corps chauffant 13a, 13b définissent un circuit de guidage du fluide à chauffer, tel que du liquide, entre le noyau 11 et le corps chauffant 13a, 13b. Le circuit de guidage est défini autour de la surface externe du noyau 11, il est donc à l'extérieur du noyau 11 et à l'intérieur du corps chauffant 13a ou 13b. En d'autres termes, la surface externe du noyau 11 et la surface interne du corps chauffant 13a ou 13b associé, définissent un volume de circulation du fluide à chauffer autour du noyau 11. Le fluide provenant du boîtier d'entrée de fluide 9a peut circuler dans ce volume de circulation, puis vers le boîtier de sortie 9b. A heating module 3a, 3b thus has a substantially cylindrical general shape defined by the heating body 13a, 13b. The core 11 and the heating body 13a, 13b define a fluid guide circuit to be heated, such as liquid, between the core 11 and the heating body 13a, 13b. The guide circuit is defined around the outer surface of the core 11, so it is outside the core 11 and inside the heating body 13a or 13b. In other words, the outer surface of the core 11 and the inner surface of the heating body 13a or 13b associated, define a circulation volume of the fluid to be heated around the core 11. The fluid from the fluid inlet box 9a can circulate in this circulation volume, then to the output box 9b.
Selon un mode de réalisation particulier dans lequel le module de chauffe ne comprend pas de noyau, le circuit de guidage du fluide à chauffer est créé par l'orientation du fluide d'entrée sur la surface interne du corps chauffant 13a, 13b de sorte à créer le volume de circulation du fluide à chauffer sur la surface interne du corps chauffant. La surface interne du corps chauffant est définie par la surface sur laquelle le fluide est en contact.  According to a particular embodiment in which the heating module does not comprise a core, the guide circuit of the fluid to be heated is created by the orientation of the inlet fluid on the inner surface of the heating body 13a, 13b so as to create the circulation volume of the fluid to be heated on the inner surface of the heating body. The inner surface of the heating body is defined by the surface on which the fluid is in contact.
Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, chaque module de chauffe 3a, 3b comprend un circuit de guidage du fluide entre le noyau 11 et le corps chauffant 13a, 13b respectif.  According to the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2, each heating module 3a, 3b comprises a circuit for guiding the fluid between the core 11 and the heating body 13a, 13b respectively.
Par ailleurs, un corps chauffant 13a, 13b, présente au moins une résistance chauffante 17. Cette résistance chauffante 17 peut être réalisée sous la forme d'une ou plusieurs pistes résistives 17.  Moreover, a heating body 13a, 13b has at least one heating resistor 17. This heating resistor 17 can be made in the form of one or more resistive tracks 17.
Les pistes résistives 17 sont par exemple réalisées par sérigraphie sur la surface externe du corps chauffant 13a, 13b, c'est- à-dire sur la surface opposée à la surface du corps chauffant 13a, 13b en regard du noyau 11. Les pistes résistives 17 sont donc hors du circuit de guidage du fluide à chauffer. La chaleur produite par la résistance est directement transmise au fluide à chauffer à travers la paroi du corps chauffant 13a ou 13b correspondant, ce qui minimise les pertes thermiques et réduit l'inertie thermique du dispositif, le fluide peut dès lors être chauffé rapidement. The resistive tracks 17 are for example made by screen printing on the outer surface of the heating body 13a, 13b, that is to say on the surface opposite the surface of the heating body 13a, 13b facing the core 11. The resistive tracks 17 are therefore out of the fluid guide circuit to be heated. The heat produced by the resistor is directly transmitted to the fluid to be heated through the wall of the heating body 13a or 13b corresponding, which minimizes thermal losses and reduces the thermal inertia of the device, the fluid can therefore be heated quickly.
L'unité de commande électrique 5 contrôle les corps chauffants 13a, 13b en contrôlant l'alimentation des résistances chauffantes 17.  The electrical control unit 5 controls the heating bodies 13a, 13b by controlling the supply of the heating resistors 17.
À cet effet les pistes résistives 17 sont connectées à l'unité de commande électrique 5. On prévoit pour ce faire des bornes de connexion électriquement reliées aux extrémités des pistes résistives 17.  For this purpose the resistive tracks 17 are connected to the electrical control unit 5. To do this, connection terminals are provided that are electrically connected to the ends of the resistive tracks 17.
En outre, on peut prévoir un capteur de température 19 pour mesurer, selon l'emplacement du capteur 19, la température d'un corps chauffant 13a, 13b associé ou la température de sortie du fluide chauffé. Il peut s'agir d'une thermistance, telle qu'une sonde « CTN » pour Coefficient de Température Négatif ou « NTC » pour l'anglais « Négative Température Coefficient », dont la résistance diminue avec la température. Ce capteur de température 19 peut être brasé ou soudé sur la surface externe du corps chauffant 13a, 13b associé ou être placé de façon à être en contact avec le fluide chauffé.  In addition, it is possible to provide a temperature sensor 19 for measuring, depending on the location of the sensor 19, the temperature of an associated heating body 13a, 13b or the exit temperature of the heated fluid. It can be a thermistor, such as a "CTN" probe for Negative Temperature Coefficient or "NTC" for the English "Negative Temperature Coefficient", whose resistance decreases with temperature. This temperature sensor 19 may be brazed or welded to the outer surface of the associated heating body 13a, 13b or placed so as to be in contact with the heated fluid.
Par ailleurs, les modules de chauffe 3a, 3b sont par exemple identiques.  Moreover, the heating modules 3a, 3b are for example identical.
Les deux modules de chauffe 3a, 3b sont selon le mode de réalisation illustré disposés côte à côte de façon sensiblement parallèle.  The two heating modules 3a, 3b are according to the illustrated embodiment arranged side by side substantially parallel.
Bien entendu, d'autres agencements sont envisageables, par exemple en disposant les deux modules de chauffe 3a, 3b bout à bout dans le sens longitudinal des modules de chauffe 3a, 3b.  Of course, other arrangements can be envisaged, for example by arranging the two heating modules 3a, 3b end-to-end in the longitudinal direction of the heating modules 3a, 3b.
La disposition côte à côte permet de réduire l'encombrement du dispositif de chauffage 1 dans le sens longitudinal. De plus, cet agencement présente une faible inertie de chauffe et une faible perte de charge.  The side-by-side arrangement makes it possible to reduce the size of the heating device 1 in the longitudinal direction. In addition, this arrangement has a low heating inertia and a low pressure drop.
Les modules de chauffe 3a, 3b présentent respectivement deux extrémités longitudinalement opposées : une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie. Les extrémités d'entrée sont reçues dans une cavité respective du boîtier d'entrée de fluide 9a et de façon analogue les extrémités de sortie sont reçues dans une cavité respective du boîtier de sortie de fluide 9b. The heating modules 3a, 3b respectively have two longitudinally opposite ends: an inlet end and an output end. The inlet ends are received in a respective cavity of the fluid inlet housing 9a and similarly the outlet ends are received in a respective cavity of the fluid outlet housing 9b.
Un canal d'entrée du fluide est formé dans le boîtier d'entrée de fluide 9a. Le canal d'entrée communique avec le circuit de guidage du premier module de chauffe 3a et avec le circuit de guidage du deuxième module de chauffe 3b.  A fluid inlet channel is formed in the fluid inlet housing 9a. The input channel communicates with the guiding circuit of the first heating module 3a and with the guiding circuit of the second heating module 3b.
Le boîtier d'entrée de fluide 9a présente à titre d'exemple une base sensiblement parallélépipédique munie d'une première cavité et d'une deuxième cavité respectivement de forme cylindrique à fond sphérique pour recevoir les extrémités d'entrée respectives des modules de chauffe 3a, 3b.  The fluid inlet housing 9a has, by way of example, a substantially parallelepipedal base provided with a first cavity and a second cavity respectively of cylindrical shape with a spherical bottom to receive the respective inlet ends of the heating modules 3a. , 3b.
Le boîtier d'entrée de fluide 9a peut comporter également une tubulure saillante d'admission de fluide du dispositif de chauffage électrique 1. Le canal d'entrée est raccordé ainsi fluidiquement à la tubulure d'admission en parallèle aux deux cavités du boîtier d'entrée de fluide 9a.  The fluid inlet housing 9a may also include a protruding fluid intake manifold of the electric heater 1. The inlet channel is thus fluidly connected to the intake manifold in parallel with the two housing cavities. fluid inlet 9a.
De façon similaire, un canal de sortie du fluide est formé dans le boîtier de sortie de fluide 9b et communique avec le circuit de guidage du premier module de chauffe 3a et avec le circuit de guidage du deuxième module de chauffe 3b.  Similarly, a fluid outlet channel is formed in the fluid outlet housing 9b and communicates with the guide circuit of the first heater module 3a and with the guide circuit of the second heater module 3b.
Comme on peut le voir sur la figure 1, le boîtier de sortie de fluide 9b présente sensiblement la même forme que le boîtier d'entrée de fluide 9a. Il présente ainsi une base sensiblement parallélépipédique munie des deux cavités pour recevoir les extrémités de sortie des modules de chauffe 3a, 3b et d'une tubulure saillante de sortie de fluide 25 du dispositif de chauffage électrique 1, destinée à être raccordée fluidiquement à un circuit de fluide chauffé. Les boîtiers d'entrée 9a et de sortie 9b sont selon cet exemple raccordés symétriquement, aux deux extrémités opposées des modules de chauffe 3a, 3b. As can be seen in FIG. 1, the fluid outlet housing 9b has substantially the same shape as the fluid inlet housing 9a. It thus has a substantially parallelepipedal base provided with two cavities for receiving the output ends of the heating modules 3a, 3b and a projecting fluid outlet pipe 25 of the electric heating device 1, intended to be fluidly connected to a circuit heated fluid. In this example, the input and output boxes 9a and 9b are connected symmetrically to the two opposite ends of the heating modules 3a, 3b.
L'écoulement du fluide s'effectue ainsi depuis la tubulure d'admission de fluide du boîtier d'entrée 9a, dans le canal d'entrée, puis en parallèle dans les circuits de guidage des modules de chauffe 3a, 3b et ressort dans le canal de sortie du boîtier de sortie 9b puis par la tubulure de sortie 25.  The flow of the fluid is thus effected from the inlet fluid intake pipe 9a, in the inlet channel, then in parallel in the guide circuits of the heating modules 3a, 3b and spring in the outlet channel of the outlet housing 9b and then through the outlet pipe 25.
L'écoulement du fluide se fait de façon sensiblement parallèle à l'axe longitudinal A d'un module de chauffe 3a, 3b. On parle d'écoulement linéaire.  The flow of the fluid is substantially parallel to the longitudinal axis A of a heating module 3a, 3b. We speak of linear flow.
Par ailleurs, en ce qui concerne l'unité de commande électrique 5 du corps chauffant 13a, 13b, celle-ci est portée par un support de circuit électrique 27.  Moreover, with regard to the electrical control unit 5 of the heating body 13a, 13b, the latter is carried by an electric circuit support 27.
Le support de circuit électrique 27 est par exemple une carte à circuit imprimé (ou PCB en anglais pour "Printed circuit board").  The electrical circuit support 27 is for example a printed circuit board (or PCB in English for "Printed circuit board").
L'unité de commande électrique comprend au moins un, voir plusieurs interrupteurs de courant électrique 29 (cf figure 3) pour contrôler l'alimentation électrique des corps chauffants 13a, 13b. Les interrupteurs de courant électrique 29 sont par exemple des transistors bipolaires 28 à grille isolée (IGBT) (voir figure 4) respectivement électriquement reliés aux résistances 17 des corps chauffants 13a, 13b.  The electrical control unit comprises at least one, see several electrical current switches 29 (see Figure 3) to control the power supply of the heating bodies 13a, 13b. The electric current switches 29 are, for example, insulated gate bipolar transistors 28 (IGBT) (see FIG. 4) respectively electrically connected to the resistances 17 of the heating elements 13a, 13b.
Selon une variante, on peut prévoir deux interrupteurs de courant électrique 29 par sécurité afin de s'assurer qu'en cas de panne de l'un d'entre eux, l'autre interrupteur puisse assurer l'alimentation d'un corps chauffant 7a ou 7b.  According to one variant, it is possible to provide two electric current switches 29 for safety in order to ensure that, in the event of failure of one of them, the other switch can supply power to a heating body 7a. or 7b.
Outre les interrupteurs de courant électrique 29, le support de circuit électrique peut porter des moyens de raccord électrique 30 comprenant des connecteurs électriques reliant les résistances chauffantes 17 aux interrupteurs de courant électrique 29, des connecteurs d'alimentation haute tension 31 et un connecteur d'alimentation basse tension et de bus de communication 33 (cf figures 1 et 2). In addition to the electric current switches 29, the electrical circuit support may carry electrical connection means 30 comprising electrical connectors connecting the heating resistors 17 to the electric current switches 29, high voltage power connectors 31 and a low voltage power supply connector and communication bus 33 (see Figures 1 and 2).
On peut prévoir de plus des moyens de positionnement 35 du support de circuit électrique 27 tels que des moyens de clip sage par exemple agencés aux quatre coins du support de circuit électrique 27.  In addition, positioning means 35 for the electrical circuit support 27 may be provided, such as for example a smart clip means arranged at the four corners of the electrical circuit support 27.
On se réfère maintenant à la figure 4 qui montre un schéma simplifié du dispositif de chauffage 1 selon l'invention.  Referring now to Figure 4 which shows a simplified diagram of the heater 1 according to the invention.
L'unité de commande électrique 5 est pilotée par une unité de traitement et de régulation 40 également portée par le support de circuit électrique 27.  The electrical control unit 5 is controlled by a processing and regulation unit 40 also carried by the electric circuit support 27.
Plus spécifiquement, l'unité de traitement et de régulation 40 pilote l'ouverture et/ou la fermeture du/des transistors bipolaires à grille isolée 28.  More specifically, the processing and regulating unit 40 controls the opening and / or closing of the insulated gate bipolar transistors 28.
A cet effet, l'unité de traitement et de régulation 40 comprend par exemple un microprocesseur 42 programmé pour recevoir un signal, en particulier une trame de données, via le bus de communication 33. A cet effet, l'unité 40 comprend par exemple un composant 44 de communication avec un réseau de communication embarqué qui est par exemple compatible avec le protocole standardisé de Réseau Local d'Interconnection (LIN) et qui est relié au microprocesseur 42.  For this purpose, the processing and regulation unit 40 comprises for example a microprocessor 42 programmed to receive a signal, in particular a data frame, via the communication bus 33. For this purpose, the unit 40 comprises, for example a communication component 44 with an on-board communication network which is for example compatible with the standardized Local Interconnection Network (LIN) protocol and which is connected to the microprocessor 42.
La trame de données comprend par exemple un identificateur pour être associée à un dispositif de chauffage électrique 1 et contient une donnée de commande relative à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité de commande électrique 5 et au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et pour piloter l'unité de commande électrique 5 en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues. Parmi les différents modes, un premier mode est par exemple un mode de pilotage en puissance et la valeur de consigne pour ce mode de puissance est une valeur de puissance de chauffage. The data frame comprises, for example, an identifier for being associated with an electric heating device 1 and contains a control data relating to one of several control modes of the electrical control unit 5 and at least one setpoint value relating to the control mode designated by said control data and to control the electric control unit 5 according to the control data and the received setpoint. Among the various modes, a first mode is for example a power control mode and the set value for this power mode is a heating power value.
En recevant la valeur de puissance, l'unité de traitement et de régulation 40 détermine par exemple le rapport cyclique a à appliquer pour obtenir la puissance de chauffage demandée et envoie ensuite un signal de commande à l'unité de commande électrique 5 pour ouvrir et fermer le transistor bipolaire à grille isolée 28 et obtenir ainsi une puissance moyenne correspondant à la puissance de consigne.  By receiving the power value, the processing and regulating unit 40 determines for example the duty ratio a to be applied to obtain the requested heating power and then sends a control signal to the electrical control unit 5 to open and closing the insulated gate bipolar transistor 28 and thus obtain an average power corresponding to the desired power.
Un deuxième mode est par exemple un mode de pilotage selon un rapport cyclique a et la valeur de consigne pour ce mode de pilotage est une valeur de rapport cyclique a.  A second mode is for example a control mode according to a duty ratio a and the set value for this control mode is a duty cycle value a.
Dans ce cas, l'unité 40 pilote directement l'unité de commande 5 et son transistor 28 selon le rapport cyclique de consigne a.  In this case, the unit 40 directly drives the control unit 5 and its transistor 28 according to the duty ratio a.
Un troisième mode est par exemple un mode de pilotage en température et la valeur de consigne pour ce mode de pilotage est une valeur de température à atteindre du fluide à réchauffer.  A third mode is for example a temperature control mode and the set value for this control mode is a temperature value to reach the fluid to be heated.
Dans ce cas, l'unité est également raccordée au capteur de température 19 et commande par exemple la fermeture de transistor 28 jusqu'à ce que la température de consigne soit atteinte, puis il coupe le courant dans la résistance par ouverture du transistor 28, puis selon une boucle, un courant de chauffage est envoyé dans la résistance 17 dès que la température tombe en dessous d'un seuil jusqu'à obtenir à nouveau la température de consigne.  In this case, the unit is also connected to the temperature sensor 19 and controls for example the closing of transistor 28 until the set temperature is reached, then it cuts the current in the resistance by opening of the transistor 28, then in a loop, a heating current is sent into the resistor 17 as soon as the temperature falls below a threshold until the set temperature again.
La figure 5 décrit un procédé de commande d'un dispositif de chauffage électrique 1.  Figure 5 depicts a method of controlling an electric heater 1.
Tout d'abord, sur le réseau embarqué du véhicule automobile compatible avec le protocole standardisé de Réseau Local d'Interconnection (LIN), des trames de données spécifiques associé à un dispositif de chauffage électrique d'un fluide 1 sont émises sur un bus série. Firstly, on the on-board network of the motor vehicle compatible with the standardized protocol of Local Interconnection Network (LIN), specific data frames associated with a electric heating device of a fluid 1 are transmitted on a serial bus.
Ces trames spécifiques comprennent d'une part une donnée de commande relatif à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité de commande électrique 5 et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et pour piloter l'unité de commande électrique 5 en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues.  These specific frames comprise on the one hand a control data relating to one of several control modes of the electrical control unit 5 and, on the other hand, at least one setpoint value relating to the control mode designated by said control data. and to control the electrical control unit 5 according to the received control data and setpoint.
Selon une étape 100, l'unité 40 de traitement et de régulation reçoit depuis le bus de communication 33 une telle trame de données spécifique associée au dispositif de chauffage 1.  According to a step 100, the processing and regulation unit 40 receives from the communication bus 33 such a specific data frame associated with the heating device 1.
Selon une étape facultative 102, l'unité 40 de traitement et de régulation calcule des limitations de puissance à appliquer pour ledit au moins un transistor bipolaire à grille isolée 28.  According to an optional step 102, the processing and regulation unit 40 calculates power limitations to be applied for said at least one insulated gate bipolar transistor 28.
Puis selon une étape 104, l'unité 40 de traitement et de régulation détermine le mode de pilotage indiqué (puissance, rapport cyclique ou température) dans la trame de données spécifique.  Then according to a step 104, the processing and regulation unit 40 determines the indicated control mode (power, duty cycle or temperature) in the specific data frame.
Puis, en fonction du mode de pilotage et de la valeur de consigne, l'unité 40 de traitement et de régulation détermine à l'étape 106- 1 (mode puissance), 106-2 (mode rapport cyclique) ou 106-3 (mode température) les paramètres nécessaires pour piloter l'unité 5 de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues.  Then, depending on the control mode and the setpoint value, the processing and regulation unit 40 determines in step 106-1 (power mode), 106-2 (duty cycle mode) or 106-3 ( temperature mode) the parameters necessary to control the electric control unit 5 according to the control data and the setpoint received.
De façon facultative, l'unité 40 de traitement et de régulation calcule pour le mode déterminé un lissage de puissance à appliquer pour le ou les transistors 28 bipolaire à grille isolée.  Optionally, the processing and regulation unit 40 calculates, for the determined mode, a power smoothing to be applied for the insulated gate bipolar transistor (s) 28.
Selon une étape 108, l'unité 40 de traitement et de régulation pilote l'unité de commande électrique 5 comme décrit précédemment par exemple en puissance, selon un rapport cyclique ou en fonction d'une température de consigne. L'invention concerne également un moyen de stockage d'information qui mémorise un ou plusieurs programmes dont l'exécution autorise une mise en œuvre du procédé tel que décrit ci- dessus. According to a step 108, the processing and regulation unit 40 controls the electrical control unit 5 as previously described, for example in power, according to a duty cycle or as a function of a set temperature. The invention also relates to an information storage means which stores one or more programs the execution of which authorizes an implementation of the method as described above.
L'invention concerne aussi un programme d'ordinateur sur un moyen de stockage d'information, comportant une ou plusieurs séquences d'instructions exécutables par une unité de traitement d'information telle que microprocesseur, microcontrôleur, ordinateur et/ou machine d'état, l'exécution desdites séquences d'instructions autorisant une mise en œuvre du procédé tel que décrit ci-dessus.  The invention also relates to a computer program on an information storage means, comprising one or more instruction sequences executable by an information processing unit such as microprocessor, microcontroller, computer and / or state machine. , the execution of said instruction sequences allowing implementation of the method as described above.
On comprend donc que la présente invention permet d'obtenir un dispositif de chauffage électrique 1 qui peut s'adapter facilement à de nombreuses façons de pilotage de la ou des résistances de chauffage 17.  It is therefore understood that the present invention makes it possible to obtain an electric heating device 1 which can easily be adapted to many ways of controlling the heating resistor (s) 17.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de chauffage électrique d'un fluide pour véhicule automobile comprenant : An electric heating device for a motor vehicle fluid comprising:
au moins un corps chauffant (13 ; 13b) présentant au moins une résistance chauffante (17),  at least one heating element (13; 13b) having at least one heating resistor (17),
une unité de commande électrique (5) du corps chauffant (13a; 13b) reliée électriquement à au moins une résistance de chauffage (17), et  an electric control unit (5) of the heating body (13a; 13b) electrically connected to at least one heating resistor (17), and
une unité (40) de traitement et de régulation configurée pour recevoir un signal comprenant d'une part une donnée de commande relative à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité (5) de commande électrique et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et pour piloter l'unité (5) de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues.  a processing and regulating unit (40) configured to receive a signal comprising on the one hand control data relating to one of a plurality of control modes of the electric control unit (5) and on the other hand at least one setpoint value for the control mode designated by said control data and for controlling the electrical control unit (5) as a function of the received control data and setpoint.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité (5) de commande électrique comprend au moins un transistor bipolaire à grille isolée (28).  2. Device according to claim 1, characterized in that the electrical control unit (5) comprises at least one insulated gate bipolar transistor (28).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'unité (40) de traitement et de régulation comprend un composant (44) de communication avec un réseau de communication embarqué.  3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the unit (40) for processing and regulation comprises a component (44) for communication with an on-board communication network.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le composant (44) de communication est un composant de communication compatible avec le protocole standardisé de Réseau Local d'Interconnection (LIN).  4. Device according to claim 3, characterized in that the communication component (44) is a communication component compatible with the standardized protocol of Local Interconnection Network (LIN).
5. Procédé de commande d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité (40) de traitement et de régulation reçoit depuis un bus de communication un signal comprenant d'une part une donnée de commande relatif à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité (5) de commande électrique et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et 5. A method of controlling a device according to any one of the preceding claims, characterized in that the processing and regulation unit (40) receives from a communication bus a signal comprising on the one hand control data relating to one of several control modes of the electrical control unit (5) and other at least one setpoint value for the control mode designated by said control data and
en fonction de la valeur de consigne, l'unité (40) de traitement et de régulation détermine les paramètres nécessaires pour piloter l'unité (5) de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues  according to the setpoint value, the processing and regulating unit (40) determines the parameters necessary for controlling the electrical control unit (5) as a function of the command data and the setpoint received
l'unité (40) de traitement et de régulation pilote l'unité (5) de commande électrique.  the processing and regulating unit (40) controls the electric control unit (5).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un premier mode est un mode de pilotage en puissance et en ce que la valeur de consigne est une valeur de puissance de chauffage.  6. Method according to claim 5, characterized in that a first mode is a power control mode and in that the set value is a heating power value.
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'un deuxième mode est un mode de pilotage selon un rapport cyclique et en ce que la valeur de consigne est une valeur de rapport cyclique.  7. Method according to claim 5 or 6, characterized in that a second mode is a control mode according to a duty cycle and in that the setpoint is a duty cycle value.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que un troisième mode est un mode de pilotage en température et en ce que la valeur de consigne est une valeur de température à atteindre du fluide à réchauffer.  8. Method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that a third mode is a temperature control mode and in that the set value is a temperature value to reach the fluid to be heated.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9. Process according to any one of claims 5 to
8 pour un dispositif de chauffage (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité (40) de traitement et de régulation calcule des limitations de puissance à appliquer pour ledit au moins un transistor bipolaire à grille isolée (28). 8 for a heating device (1) according to claim 2, characterized in that the processing and regulating unit (40) calculates power limitations to be applied for said at least one insulated gate bipolar transistor (28).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 10. A method according to any one of claims 5 to
9 pour un dispositif de chauffage (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité (40) de traitement et de régulation calcule un lissage de puissance à appliquer pour ledit au moins un transistor bipolaire à grille isolée (28). 9 for a heating device (1) according to claim 2, characterized in that the processing and regulating unit (40) calculates a power smoothing to be applied to said at least one insulated gate bipolar transistor (28).
11. Procédé de communication sur un réseau embarqué, notamment de véhicule automobile, compatible avec le protocole standardisé de Réseau Local d'Interconnection (LIN) dans lesquels des trames de données sont émises sur un bus série, caractérisé en ce qu'il comprend des trames de données spécifiques associé à un dispositif (1) de chauffage électrique d'un fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, ces trames spécifiques comprenant une donnée de commande relatif à un parmi plusieurs modes de pilotage de l'unité (5) de commande électrique et d'autre part au moins une valeur de consigne concernant le mode de pilotage désigné par ladite donnée de commande et pour piloter l'unité (5) de commande électrique en fonction de la donnée de commande et de la valeur de consigne reçues.  11. A method of communication on an embedded network, particularly a motor vehicle, compatible with the standardized protocol of Local Interconnection Network (LIN) in which data frames are transmitted on a serial bus, characterized in that it comprises specific data frames associated with a device (1) for electric heating of a fluid according to any one of claims 1 to 4, these specific frames comprising a control data relating to one of several control modes of the unit ( 5) and on the other hand at least one setpoint value for the control mode designated by said control data and for controlling the electric control unit (5) according to the control data and the value setpoints received.
12. Moyen de stockage d'information, caractérisé en ce qu'il mémorise un ou plusieurs programmes dont l'exécution autorise une mise en œuvre du procédé selon la revendication 11.  12. An information storage medium, characterized in that it stores one or more programs whose execution authorizes an implementation of the method according to claim 11.
13. Programme d'ordinateur sur un moyen de stockage d'information, comportant une ou plusieurs séquences d'instructions exécutables par une unité de traitement d'information telle que microprocesseur, microcontrôleur, ordinateur et/ou machine d'état, l'exécution desdites séquences d'instructions autorisant une mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 11.  13. Computer program on an information storage means, comprising one or more sequences of instructions executable by an information processing unit such as microprocessor, microcontroller, computer and / or state machine, the execution said instruction sequences allowing implementation of the method according to any of claims 5 to 11.
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