ES2309017T3 - Regulacion perfeccionada de la temperatura, de la rapidez y la distribucion de aire ventilado dentro de una cabina de un vehiculo automovil. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de mando de una instalación de ventilación, calefacción y/o climatización de la cabina de un vehículo automóvil, del tipo que comprende - al menos una entrada (22), para recibir al menos una señal representativa de una información relativa a un parámetro aerotérmico escogido (Text, Vv, Fs), - una salida (23) conectada a al menos un accionador de regulación de un equipamiento de la instalación (1, 3, 11, 7, 8A, 8B, 8C), y - un módulo de mando (COM) conectado a dicha salida y capaz de pilotar el accionador de regulación con vistas a modificar el funcionamiento del equipamiento, caracterizado por el hecho de que dicha entrada (22) está adaptada para recibir unas señales respectivas representativas de una temperatura (Tloc) y de una velocidad (Vloc) de aire locales en una región predeterminada de la cabina, y por el hecho de que comprende un módulo de cálculo (CAL) adaptado para evaluar al menos una temperatura de confort (Tco) de un pasajero (PAS) situado en dicha región predeterminada de la cabina, sobre la base de dicho parámetro aerotérmico, de dichas señales (Tloc, Vloc), y de modelos escogidos, mientras que el módulo de mando (COM) está dispuesto para cooperar con el módulo de cálculo (CAL) con vistas a modificar o no el funcionamiento del equipamiento en función de esta evaluación de la temperatura de confort (Tco) que corresponde a una configuración aerotérmica deseada en dicha región de la cabina.
Description
Regulación perfeccionada de la temperatura, de
la rapidez y la distribución de aire ventilado dentro de una cabina
de un vehículo automóvil.
La invención se refiere a un dispositivo de
mando de una instalación de ventilación, calefacción y/o de
climatización de una cabina de vehículo automóvil.
Un dispositivo de este tipo suele estar provisto
de un módulo de mando para gestionar el funcionamiento de al menos
un equipamiento de la instalación, como por ejemplo un pulsador que
produce un flujo de aire ventilado en la cabina, o también un
radiador de calefacción para aumentar la temperatura de este flujo
de aire. El documento EP 0 968 855, que se considera como el
antecedente más cercano, describe un dispositivo como este.
Así, un módulo de mando de este tipo actúa sobre
un accionador de regulación del equipamiento para ajustar la
temperatura y/o la velocidad del flujo de aire que suministra la
instalación, en su defecto en función de una consigna suministrada
por un pasajero de la cabina. En general, esta consigna, relativa a
una configuración aerotérmica deseada por el pasajero, es emitida a
través de un elemento de mando a disposición del pasajero.
En un dispositivo de mando del tipo mencionado,
el módulo de mando coopera con un módulo de regulación adaptado
para interpretar una variación de la consigna y/o una variación de
un parámetro aerotérmico en la cabina. El módulo de mando actúa
entonces sobre el accionador de regulación para modificar la
temperatura y/o la velocidad del flujo de aire suministrado, en
función de las variaciones mencionadas.
En los dispositivos de mando conocidos, las
variaciones de los parámetros aerotérmicos son estimadas a partir
de medidas que dan acceso a la temperatura y a la velocidad de aire
ventilado en la cabina. Efectivamente, está convenido de manera
clásica que una estimación de la temperatura y/o de la velocidad de
aire ventilado permiten, por sí mismas, definir un confort
susceptible de ser percibido por un pasajero del vehículo. Sin
embargo, en una cabina de vehículo automóvil, la percepción térmica
de un pasajero depende, ciertamente, de la temperatura de aire
ventilado, pero también de su velocidad, así como de otros
parámetros, como una radiación solar u otro.
Sin embargo, es deseable actualmente una
regulación que pueda tener en cuenta directamente el confort
térmico que perciben realmente los pasajeros.
La presente invención está para mejorar la
situación.
Se refiere a un dispositivo de mando, del tipo
que comprende:
- -
- al menos una entrada, para recibir al menos una señal representativa de una información relativa a un parámetro aerotérmico escogido,
- -
- una salida conectada a al menos un accionador de regulación de un equipamiento de la instalación, y
- -
- un módulo de mando conectado a dicha salida y capaz de pilotar el accionador de regulación con vistas a modificar el funcionamiento del equipamiento.
Según una definición general de la invención,
dicha entrada está adaptada para recibir unas señales respectivas
representativas de una temperatura y de una velocidad de aire
locales en una región predeterminada de la cabina, y el dispositivo
comprende un módulo de cálculo adaptado para evaluar al menos una
temperatura de confort de un pasajero situado en dicha región
predeterminada de la cabina, sobre la base del parámetro
aerotérmico, de dichas señales, y de modelos escogidos, como se verá
más adelante. Entonces, el módulo de mando está adaptado para
cooperar con el módulo de cálculo con vistas a modificar o no el
funcionamiento del equipamiento en función de esta evaluación de la
temperatura de confort, la cual corresponde ventajosamente a una
configuración aerotérmica deseada en la cabina.
Se entiende aquí por "temperatura de
confort" (o, a continuación, "temperatura equivalente") una
temperatura equivalente a una temperatura considerada como uniforme
en un medio virtual en la que la velocidad forzada del aire sería
nula. Se estima que un pasajero, en este ambiente, intercambia el
mismo calor por convección natural que el calor que intercambiaría
por conducción, por convección y por radiación en un medio real. De
esta manera, la temperatura de confort permite modelizar, en su
defecto, los efectos combinados de una temperatura de aire
ventilado, de una velocidad de aire ventilado y de una temperatura
media radiante.
Por lo tanto, la presente invención propone una
aplicación de la evaluación de una tal temperatura de confort
térmico de un pasajero a una cabina de vehículo automóvil.
Preferentemente, el dispositivo comprende:
- -
- una primera entrada, adaptada para recibir una consigna relativa a una configuración aerotérmica deseada en la cabina, y
- -
- una segunda entrada, para recibir al menos la señal mencionada, representativa de una información relativa al parámetro aerotérmico escogido,
mientras que el módulo de cálculo está adaptado
para evaluar la temperatura de confort a partir del parámetro
aerotérmico y considerando, ventajosamente, esta consigna.
Preferentemente, el dispositivo comprende una
memoria para almacenar la consigna. La segunda entrada está
conectada a esta memoria para almacenar, además, un valor
representativo del parámetro aerotérmico. El módulo de cálculo
coopera entonces con la memoria para evaluar la temperatura de
confort.
En una realización preferida, la memoria coopera
de vuelta con el módulo de cálculo para almacenar la temperatura de
confort evaluada. El módulo de cálculo está adaptado para estimar
una variación entre una temperatura de confort evaluada y una
temperatura de confort memorizada. El módulo de mando ajusta
entonces (o no) el funcionamiento del equipamiento en función de la
variación estimada de la temperatura de confort, con vistas a
mantener una configuración aerotérmica deseada en la cabina.
Como variante, el módulo de cálculo coopera con
la memoria y la primera y/o la segunda entrada para estimar una
variación del parámetro aerotérmico y/o para tener en cuenta una
variación de la consigna recibida. El módulo de mando está adaptado
para ajustar o no el funcionamiento del equipamiento en función de
al menos una variación estimada del parámetro aerotérmico y/o de la
consigna recibida, con vistas a mantener una temperatura de confort
que corresponde a la última consigna recibida de configuración
aerotérmica deseada en la cabina.
Según otra variante, el módulo de cálculo evalúa
dinámicamente la temperatura de confort y el módulo de mando puede
modificar dinámicamente el funcionamiento del equipamiento
mencionado, en función de la temperatura de confort evaluada
normalmente. Esta realización permite, ventajosamente, prescindir de
una memoria para grabar sucesivamente las consignas recibidas y/o
los valores de parámetros aerotérmicos medidos.
Para evaluar la temperatura de confort, el
módulo de cálculo es ventajosamente capaz de establecer un balance
térmico, adaptado para la cabina del vehículo, que hace intervenir
los intercambios por convección, por radiación y eventualmente por
conducción (por ejemplo con el asiento del pasajero).
Los intercambios por radiación incluyen, por
ejemplo, intercambios con la estructura del vehículo, las lunas u
otros, y varían en especial con la temperatura exterior y, en su
defecto, con un flujo solar incidente en el vehículo. Por otro
lado, la temperatura media en el interior de la cabina es uno de los
parámetros que interviene en el examen de los intercambios por
radiación para evaluar la temperatura de confort.
Ventajosamente, la segunda entrada del
dispositivo según la invención está adaptada para recibir al menos
una información representativa de una temperatura interior media en
la cabina, y el módulo de cálculo está adaptado para estimar la
temperatura de confort en función de la temperatura interior.
Aquí y en lo que sigue, se entiende por
"información representativa de un parámetro" una información
que puede deducirse directamente de las medidas de este parámetro a
partir de al menos un sensor, o también una información que puede
ser calculada a partir de modelos escogidos que hacen intervenir
este parámetro (balances térmicos, modelos aeráulicos, etc), tal
como se verá en detalle más adelante.
Los intercambios por convección incluyen
intercambios con un flujo de aire ventilado en una región
predeterminada de la cabina. Los parámetros de este flujo, tales
como su temperatura y su velocidad, intervienen, en este sentido,
en la estimación de la temperatura de confort.
Los diferentes parámetros tales como la
temperatura interior media y la temperatura y la velocidad locales,
pueden ser medidos directamente por sensores conectados a la segunda
entrada del dispositivo según la invención. Sin embargo, tales
sensores serían caros o su integración sería delicada. Por ejemplo,
un sensor de temperatura media puede necesitar una ventilación
propia, constante. Por otro lado, unos sensores de temperatura o de
velocidad locales deberían estar prácticamente en contacto con la
piel o la ropa del pasajero.
En una forma de realización especialmente
ventajosa, la segunda entrada está adaptada para recibir unas
señales respectivas representativas de una temperatura y de una
velocidad del aire ventilado por la instalación.
El módulo de cálculo está entonces adaptado para
estimar la temperatura y la velocidad de aire locales mencionadas,
ventajosamente según un modelo aeráulico escogido de la cabina,
haciendo este modelo aeráulico intervenir la temperatura y la
velocidad del aire ventilado por la instalación.
Un tal modelo aeráulico, aplicado a la cabina de
un vehículo automóvil, se describe al menos en parte en la
solicitud de patente francesa FR-2779097 del
solicitante.
Ventajosamente, el módulo de cálculo está
dispuesto además para evaluar la temperatura interior media en la
cabina en función de la temperatura y de la velocidad del aire
ventilado, según un modelo térmico escogido de la cabina.
Un modelo térmico de este tipo, aplicado por lo
tanto a la cabina de un vehículo automóvil, también se describe, al
menos en parte, en la solicitud mencionada
FR-2779097 del solicitante.
La utilización de tales modelos aeráulico y
térmico permite, como se verá más adelante, reducir el número de
sensores a prever y su conexión a la segunda entrada mencionada del
dispositivo según la invención.
Preferentemente, la segunda entrada está
adaptada para recibir además una señal representativa de una
temperatura de aire exterior, y el módulo de cálculo está adaptado
para tener en cuenta la temperatura de aire exterior en el modelo
térmico de la cabina, con vistas a estimar la temperatura interior
media.
Como variante o complemento, según una forma de
realización más elaborada, la segunda entrada está adaptada para
recibir además una señal representativa de un flujo solar incidente
en el vehículo, y el módulo de cálculo está dispuesto para
considerar también el flujo solar en el modelo térmico de la cabina,
con vistas a evaluar la temperatura interior media.
Según una característica opcional ventajosa, la
segunda entrada está adaptada para recibir además una señal
representativa de la temperatura de una luna al menos y/o de la
estructura del vehículo, y el módulo de cálculo está adaptado para
evaluar la temperatura de confort en función de las temperaturas de
luna y/o de estructura.
Ventajosamente, el módulo de cálculo está
adaptado para evaluar las temperaturas de luna y/o de estructura en
función de la temperatura y de la velocidad de aire ventilado,
preferentemente considerando además la temperatura exterior y/o el
flujo solar.
Una tal realización preferente permite,
ventajosamente, prescindir de sensores de temperatura previstos en
la estructura o en una luna del vehículo.
Para evaluar la velocidad de aire ventilado por
la instalación, la segunda entrada puede ventajosamente recibir
unas señales respectivamente representativas:
- -
- de una velocidad de aire en el exterior de la cabina, deducida por ejemplo de la velocidad del vehículo,
- -
- de un régimen de un pulsador de la instalación, que suministra un flujo de aire y que está en general controlado eléctricamente, y
- -
- de una posición de una o varias válvulas de distribución del flujo de aire en la cabina.
El módulo de cálculo está entonces adaptado para
deducir la velocidad de aire ventilado en función de la velocidad
de aire exterior, del régimen del pulsador y de la posición de la
válvula de distribución, según un modelo aeráulico escogido,
adaptado para la instalación.
Es suficiente, en su defecto, prever una
conexión de la segunda entrada a:
- -
- un sensor de velocidad o un velocímetro, previsto de manera clásica en los vehículos automóviles,
- -
- un accionador de regulación del pulsador para recibir una señal eléctrica de mando (en corriente o, más clásicamente, en tensión), siendo esta señal representativa del régimen del pulsador, y
- -
- un accionador de regulación de la posición de la válvula mencionada, que puede ser controlado eléctricamente por una corriente o una tensión.
Para evaluar una temperatura de aire ventilado,
la segunda entrada está ventajosamente adaptada para recibir unas
señales representativas:
- -
- de una velocidad de aire ventilado, que puede ser deducida del modelo aeráulico mencionado, adaptado para la instalación,
- -
- de una temperatura de aire caliente suministrado por una fuente de aire caliente de la instalación, en especial un radiador de calefacción,
- -
- en el caso en que la instalación puede asegurar una climatización de la cabina, de una temperatura de aire frío suministrado por una fuente de aire frío de la instalación, en especial un evaporador de un lazo de climatización, y
- -
- de una temperatura de aire exterior.
Ventajosamente, el módulo de cálculo está
adaptado para evaluar la temperatura de aire ventilado en función
de la velocidad de aire ventilado, de las temperaturas de aire
caliente y/o de aire frío, y de la temperatura de aire exterior,
según un modelo térmico escogido, adaptado para la instalación.
En definitiva, para asegurar la regulación de la
temperatura de confort, puede ser necesario prever únicamente, en
el dispositivo según la invención, un sensor de temperatura
exterior, que se encuentra corrientemente en los vehículos
actuales, un sensor de velocidad y, como variante opcional
elaborada, un sensor de flujo solar.
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Así, el funcionamiento de un dispositivo de
mando, en el sentido de la presente invención, puede definirse por
las etapas siguientes:
- a)
- recibir y, preferentemente, almacenar en memoria una consigna proveniente de un pasajero de la cabina, y relativa a una configuración aerotérmica deseada,
- b)
- recibir y, preferentemente, almacenar en memoria al menos un valor representativo de un parámetro aerotérmico escogido, tal como una temperatura de aire exterior, una velocidad del vehículo o un flujo solar incidente en el vehículo,
- c)
- estimar, según unos modelos aeráulico y térmico propios de la instalación, una temperatura y una velocidad de aire que ventila la instalación en la cabina, en función de los ajustes de la instalación y, en su defecto, en función de la velocidad del vehículo y/o de la temperatura exterior,
- d)
- evaluar, según un modelo térmico de la cabina, una temperatura media en el interior de la cabina, a partir de la temperatura y de la velocidad de aire ventilado y en especial a partir de la temperatura exterior y/o del flujo solar,
- e)
- evaluar, según este modelo térmico, una temperatura de la estructura y/o de una luna al menos del vehículo, a partir de la temperatura y de la velocidad de aire ventilado y en especial a partir de la temperatura exterior y/o del flujo solar,
- f)
- evaluar, según un modelo aeráulico de la cabina, una temperatura y una velocidad de aire local donde se sitúa el pasajero, a partir de la temperatura y de la velocidad de aire ventilado, así como de la temperatura interior media,
- g)
- evaluar una temperatura de confort del pasajero, en función de la temperatura y de la velocidad de aire locales, de la temperatura interior media y, en su defecto, de la temperatura de la estructura y/o de las lunas del vehículo, siendo la etapa e) opcional.
\vskip1.000000\baselineskip
A tal efecto, la presente invención también
propone un procedimiento que comprende todas o partes de las etapas
mencionadas.
Otras características y ventajas de la invención
aparecerán examinando la descripción detallada siguiente, y los
dibujos adjuntos, en los cuales:
- la figura 1 representa esquemáticamente una
instalación de ventilación, calefacción y climatización de la
cabina de un vehículo automóvil, provista de un dispositivo de mando
según una forma de realización preferida de la presente
invención;
- la figura 2 representa esquemáticamente los
elementos de un dispositivo de mando según esta forma de realización
preferida;
- la figura 3 representa esquemáticamente
diferentes intercambios térmicos de un pasajero a bordo de una
cabina de vehículo automóvil, con su medio ambiente;
- la figura 4 es un organigrama en el cual
figuran los diferentes modelos y los parámetros utilizados para
evaluar la temperatura de confort del pasajero, según una forma de
realización particular de la invención;
- la figura 5 es un organigrama en el cual
figuran diferentes elementos de la regulación que realiza el
dispositivo de mando en un segundo modo de realización de la
invención; y
- la figura 6 es un organigrama en el cual
figuran unos modelos aeráulicos escogidos de la cabina y los
parámetros utilizados para evaluar unas temperaturas de confort
respectivas en varias regiones de la cabina, según una forma de
realización preferida, más elaborada.
La descripción siguiente y los dibujos adjuntos
contienen, esencialmente, elementos necesarios. Podrán no solamente
servir para entender mejor la invención, si no también contribuir a
su definición, en su defecto.
Se hace referencia ante todo a la figura 1 para
describir una instalación de ventilación, calefacción y
climatización de la cabina de un vehículo automóvil, controlado por
un dispositivo según la invención.
La instalación comprende ante todo un pulsador
provisto de un motor 1 y de una hélice 2, montada en el árbol del
motor 1. Las palas de la hélice, en rotación, producen un flujo de
aire F, destinado a ser ventilado en la cabina del vehículo. En la
práctica, el motor 1 del pulsador está alimentado eléctricamente,
preferentemente en tensión. Así, cuando aumenta la tensión en los
bornes del motor del pulsador, aumenta el flujo de aire
suministrado F, lo que conduce a un aumento de la velocidad Vas de
aire ventilado en la cabina del vehículo, de manera general.
Este flujo de aire F es dirigido por un conducto
principal 4 de la instalación, el cual se divide, aguas abajo en
una rama de aire frío 5 y una rama de aire caliente 6, en el ejemplo
descrito. La rama de aire caliente 6 comprende un radiador de
calefacción 7, adaptado para cooperar con una parte del flujo de
aire F que atraviesa la rama de aire caliente 6, para aumentar la
temperatura de esta parte del flujo.
En la separación entre las ramas de aire frío 5
y de aire caliente 6, está prevista, en el ejemplo representado,
una válvula de mezclado 11, capaz de desplazarse (en rotación en el
ejemplo representado en la figura 1) de una posición de cierre de
la rama de aire frío 5 y de abertura de la rama de aire caliente 6,
a una posición de cierre de la rama de aire caliente 6 y de abertura
de la rama de aire frío 5. Las dos ramas de aire caliente 5 y de
aire frío 6 se vuelven a juntar, aguas abajo, en una cámara de
mezclado 10.
Así, la temperatura del aire ventilado en la
cámara de mezclado 10 es ajustada en función de la posición de la
válvula de mezclado 11.
En el ejemplo descrito, está previsto un motor
para el desplazamiento de la válvula de mezclado 11. La
alimentación eléctrica de este motor define así la posición de la
válvula de mezclado 11 y, por lo tanto, una temperatura Tas del
flujo de aire ventilado en la cámara de mezclado 10.
Como variante del modo de realización
representado en la figura 1, la válvula de mezclado 11 puede
suprimirse, mientras que un radiador de calefacción, de capacidad
calorífica regulable, está interpuesto en el conducto principal 4
para recalentar el flujo de aire principal que suministra el
pulsador de la instalación. En esta variante, un fluido de
intercambio térmico (en general agua) recorre el radiador de
calefacción y cede así parte de su calor al flujo de aire F que
atraviesa el radiador. En general, el caudal del fluido de
intercambio térmico en el radiador permite definir la temperatura
del flujo de aire F destinado a ser ventilado en la cabina. El
caudal de este fluido está controlado por una compuerta de
alimentación del radiador de calefacción.
Puede preverse además un radiador de calefacción
adicional, en general por control eléctrico, y que comprende una
pluralidad de resistencias de coeficiente de temperatura positivo.
En el ejemplo descrito, la temperatura Tc de la parte del flujo de
aire que circula por la rama de aire caliente 6 puede ajustarse
mediante un tal radiador de calefacción adicional (no
representado), alojado en esta rama de aire caliente 6, o también
previendo un radiador de calefacción 7 recorrido por un fluido de
caudal regulable y alojado en la rama de aire caliente 6.
La instalación comprende además un lazo de
climatización provisto de un evaporador 3 colocado, en el ejemplo
descrito, aguas arriba del pulsador de la instalación. Cuando el
motor del pulsador es alimentado eléctricamente, se crea un flujo
de aire que atraviesa el evaporador 3. En la práctica, el evaporador
3 es recorrido por un fluido frigorígeno cuya presión, en este lazo
de climatización, es variable, con vistas a controlar la capacidad
frigorífica del evaporador 3 y, por lo tanto, la temperatura Tf del
aire que lo atraviesa.
Así, la temperatura Tas en la cámara de mezclado
10 de la instalación depende:
- -
- de la temperatura Tf del flujo de aire a la salida del evaporador 3,
- -
- de la temperatura Tc de la parte del flujo de aire en la rama de aire caliente 6, y
- -
- de la posición de la válvula de mezclado 11.
\vskip1.000000\baselineskip
La temperatura del flujo de aire a la salida del
evaporador 3 depende de la presión del fluido frigorígeno en el
lazo de climatización. Para evaluar esta temperatura Tf, puede
preverse disponer directamente un sensor de temperatura
inmediatamente aguas abajo del evaporador 3. Como variante, puede
preverse disponer un sensor de presión en un tramo escogido del
lazo de climatización. La capacidad frigorífica del lazo puede ser
deducida de la presión del fluido frigorígeno. En el caso en que
este lazo de climatización está provisto de un compresor con
control externo (compuerta electrónica alimentada en corriente),
esta baja presión puede, ella misma, ser deducida de una corriente
de alimentación eléctrica del compresor. A la inversa, la
temperatura del flujo de aire a la salida del evaporador 3 puede
ser controlada controlando la presión del fluido frigorígeno en el
lazo y, en su defecto, ajustando la corriente eléctrica de
alimentación del compresor de este lazo.
La temperatura Tc de la parte del flujo de aire
que circula por la rama de aire caliente 6 puede ser deducida de un
sensor de temperatura implantado en esta rama 6. Como variante,
puede ser deducida del caudal de fluido de intercambio térmico que
circula por el radiador de calefacción 7, en particular del ajuste
de su compuerta de alimentación, o también de la corriente
eléctrica de alimentación de las resistencias de un radiador de
calefacción adicional, en su defecto.
A partir de las temperaturas del aire a la
salida de la fuente fría (evaporador 3), de la fuente caliente
(rama de aire caliente 6) y de la posición de la válvula de mezclado
11, se tiene finalmente acceso a la temperatura del aire en la
cámara de mezclado 10.
La cámara de mezclado 10 se separa, ella misma,
en una pluralidad de conductos de alimentación de la cabina del
vehículo automóvil. En el ejemplo descrito, el conducto 9A,
obturable por una válvula de distribución 8A, permite una
ventilación del parabrisas del vehículo. El conducto 9B, obturable
por una válvula de distribución 8B, permite una ventilación del
busto de los pasajeros. Un conducto 9C, obturable por una válvula de
distribución 8C, permite una ventilación de una región baja de la
cabina, en la práctica la de los pies de los pasajeros.
Las válvulas de distribución 8A, 8B y 8C se
desplazan cada una de una posición de abertura de su conducto
respectivo a una posición de cierre. Su posición está en general
controlada por al menos un motor eléctrico, cuya alimentación
permite deducir las posiciones respectivas de estas válvulas.
El dispositivo según la invención comprende un
módulo de cálculo CAL, que comprende varias entradas, por las cuales
recibe:
- -
- una consigna C's proveniente de un pasajero en la cabina del vehículo;
- -
- una señal representativa de una velocidad del vehículo automóvil Vv;
- -
- una señal representativa de una temperatura Text del aire en el exterior del vehículo; y
- -
- preferentemente, una señal representativa de un flujo solar incidente en el vehículo \Phi_{s}.
Está previsto, de manera clásica, un elemento de
mando (no representado) dispuesto en un tablero de la cabina, o
también en el salpicadero, a disposición de un pasajero. Así, el
pasajero acciona este elemento de mando y emite la consigna C's,
correspondiendo esta consigna a una configuración aerotérmica
deseada en la cabina y relativa a una temperatura y a una velocidad
de aire ventilado, deseadas. El módulo de cálculo CAL recibe
entonces por su entrada esta consigna C's.
La entrada por la cual el módulo de cálculo CAL
recibe la señal representativa de la velocidad del vehículo Vv está
preferentemente conectada a un velocímetro del vehículo, por ejemplo
un contador que permite al conductor visualizar en el salpicadero
la velocidad del vehículo. El módulo de cálculo CAL evalúa, en
función de la velocidad del vehículo Vv, una velocidad del aire
exterior.
Como variante más elaborada del dispositivo
según la invención, el módulo de cálculo puede recibir una señal
proveniente de un sensor anemómetro. Así, esta señal es
representativo a la vez, de un viento incidente en el vehículo y de
la velocidad del vehículo.
Está previsto disponer, de manera clásica, un
sensor de temperatura Text del aire en el exterior del vehículo.
Este sensor está conectado al módulo de cálculo CAL, por una de las
entradas de las que está dotado el dispositivo.
Está previsto, en el ejemplo descrito, un sensor
de flujo solar, realizado por ejemplo bajo la forma de un fotodiodo
o de un sensor de infrarrojos, dispuesto en la carrocería del
vehículo o tras una luna del vehículo para evaluar un flujo solar
\Phi_{s} incidente en el vehículo. Este sensor está conectado a
una entrada de la que está dotado el dispositivo. Sin embargo, en la
variante en la cual las lunas del vehículo son tratadas ópticamente
para filtrar las radiaciones infrarrojas de un flujo solar incidente
(superficies atérmicas), la influencia del flujo solar \Phi_{s}
puede ser despreciada en la regulación que realiza el dispositivo
según la invención y un tal sensor de flujo solar puede
suprimirse.
A partir de estos parámetros aerotérmicos (Vv,
Text y \Phi_{s}), de la consigna C's y de los ajustes
pre-existentes de los diferentes equipamientos de la
instalación, el módulo de cálculo CAL configura una consigna de
regulación REG y emite esta consigna de regulación a un módulo de
mando COM del que está provisto el dispositivo según la invención.
En particular, el módulo de cálculo CAL evalúa una temperatura de
confort de un pasajero de la cabina, según la invención, en función
de los ajustes pre-existentes de los equipamientos
de la instalación, de los parámetros aerotérmicos mencionados y
eventualmente de una nueva consigna C's. El módulo CAL configura la
consigna de regulación REG, en función de esta temperatura de
confort, y la transmite al módulo de mando COM.
El módulo COM controla los diferentes
equipamientos de la instalación, en función de la consigna de
regulación REG y comprende a tal efecto una pluralidad de salidas
conectadas a unos actuadores de ajuste de los diferentes
equipamientos de la instalación. Así, en función de la consigna de
regulación REG, el módulo COM controla:
- -
- el motor 1 del pulsador de la instalación (flecha C'v), con vistas a controlar la velocidad Vas del aire ventilado;
- -
- el radiador de calefacción 7 (flecha C'c) de la rama de aire caliente 6, con vistas a controlar la temperatura Tc de la parte del flujo de aire que circula por la rama de aire caliente 6;
- -
- el lazo de climatización (flecha C'f), con vistas a ajustar la temperatura Tf del flujo de aire que refrigera el evaporador 3;
- -
- la válvula de mezclado 11 (flecha C't), con vistas a ajustar la temperatura Tas del aire ventilado; y
- -
- las diferentes válvulas de distribución 8a, 8b y 8c (flecha C'd), con vistas a controlar la distribución del flujo de aire suministrado en la cabina.
\vskip1.000000\baselineskip
El dispositivo comprende una memoria MEM (figura
2) para almacenar las consignas pre-existentes de
mandos de los diferentes equipamientos de la instalación.
Como variante, el dispositivo no comprende
necesariamente memoria MEM. Está provisto entonces de al menos un
sensor, por ejemplo un sensor infrarrojo, conectado al módulo de
mando COM, mientras que el módulo de cálculo CAL evalúa
dinámicamente una temperatura de confort Tco en función de las
magnitudes medidas. En la práctica, puede preverse un sensor de la
temperatura interior y/o un sensor dirigido hacia la cabeza del
pasajero (conductor u otro). Esta variante presenta la ventaja de
que mejora la calidad de la regulación considerando unas
condiciones reales en la cabina. En cambio, el número de estos
sensores penaliza el coste de la instalación.
Las consignas Cc, Cf y Ct permiten deducir la
temperatura Tas del aire destinado a ser ventilado en la cabina
(temperatura del aire a la salida inmediata de los conductos 9A, 9B
y 9C). La consigna Cv permite deducir la velocidad Vas del aire
destinado a ser ventilado. Finalmente, la consigna Cd permite
deducir la distribución de este flujo de aire en la cabina, en
particular en al menos una región predeterminada de la cabina.
Con referencia a la figura 5, el módulo de
cálculo recibe los nuevos valores C's, Vv, Text y \Phi_{s},
evalúa, según una segunda forma de realización, la temperatura de
confort del pasajero en función de sus nuevos valores y compara
esta nueva temperatura de confort con una temperatura de confort
previamente almacenada en memoria del dispositivo. Si esta
diferencia es superior (en valor absoluto) a un valor umbral
predeterminado, el módulo de cálculo emite una consigna de
regulación al módulo de mando COM, el cual configura, en función de
esta consigna de regulación, unas nuevas consignas de mando de los
diferentes equipamientos de la instalación, con vistas a obtener la
temperatura de confort nuevamente estimada y que corresponde a la
configuración aerotérmica deseada por el pasajero.
Así, la memoria MEM coopera con el módulo de
cálculo CAL para almacenar la temperatura de confort evaluada, de
manera que el módulo de cálculo estima sistemáticamente una
variación entre una temperatura de confort nuevamente evaluada y una
temperatura de confort memorizada.
En la variante mencionada (sin la memoria MEM),
se mide dinámicamente una temperatura de confort corriente, o se
calcula dinámicamente en función de las últimas medidas
realizadas.
El módulo de mando COM ajusta o no el
funcionamiento de al menos uno de los equipamientos en función de
la variación estimada de la temperatura de confort Tco (o de la
temperatura de confort corriente), con vistas a mantener una
configuración aerotérmica deseada en la cabina, que sigue
correspondiendo a la nueva consigna recibida C's.
En el ejemplo descrito, el vehículo automóvil
está dotado de un ordenador de a bordo OB (figura 2) provisto de la
memoria MEM y de un microprocesador PP, adaptado para cooperar con
esta memoria MEM. En el ejemplo representado en la figura 2, el
ordenador de a bordo OB comprende una primera interfaz de entrada
21 que recibe la consigna C's relativa a la configuración
aerotérmica deseada por el pasajero de la cabina, así como una
segunda interfaz de entrada 22 conectada a unos sensores de la
velocidad del vehículo Vv, de la temperatura de aire exterior Text
y de la radiación solar \Phi_{s}. En la práctica, el ordenador
de a bordo OB comprende una memoria no volátil (memoria ROM), en la
cual está grabado un programa informático. El microprocesador PP
puede cooperar con esta memoria no volátil para ejecutar un
procesamiento de los datos memorizados en la memoria MEM, con
vistas a estimar una temperatura de confort Tco que corresponde a la
consigna Cs nuevamente registrada.
Un tal programa informático grabado en la
memoria no volátil, que coopera con el microprocesador, debe ser
considerado como un medio importante para la aplicación de la
presente invención. En este sentido, la presente invención también
propone un programa informático grabado en un soporte diferente de
una memoria no volátil de un ordenador de a bordo, pudiendo este
soporte ser realizado bajo la forma de un disquete, un
CD-Rom, o cualquier otro soporte de este tipo. Un
tal programa informático comprende una sucesión de instrucciones
que permite evaluar una temperatura de confort en función de los
parámetros almacenados en la memoria MEM. Un tal programa
informático está, a continuación, destinado a ser grabado en una
memoria no volátil, en especial de un ordenador de a bordo de
vehículo automóvil del tipo mencionado.
En el ejemplo representado en la figura 2, el
módulo de cálculo CAL se presenta por lo tanto bajo la forma de una
sucesión de instrucciones memorizadas en una memoria no volátil,
adaptada para cooperar con el microprocesador PP del ordenador de a
bordo OB. Por extensión, el módulo de cálculo CAL designa en lo que
sigue el propio programa informático, el cual permite el cálculo de
la temperatura de confort.
\newpage
El módulo de cálculo CAL se subdivide en una
pluralidad de módulos sucesivos MAI, MTI, MTH, MAH y MC, con los
cuales se evalúan respectivamente:
- -
- una velocidad de aire destinado a ser ventilado en la cabina Vas;
- -
- una temperatura del aire destinado a ser ventilado en la cabina Tas;
- -
- una temperatura Tv de las lunas del vehículo, una temperatura Ts de la estructura del vehículo y una temperatura Tint media en la cabina;
- -
- una temperatura Tloc y una velocidad Vloc del aire ventilado en una región predeterminada de la cabina, en particular a proximidad del busto del conductor del vehículo (que comprende la cabeza y una parte superior del torso), en el ejemplo descrito; y
- -
- la temperatura de confort Tco correspondiente a la configuración aerotérmica deseada por el conductor del vehículo en esta región predeterminada (a proximidad de su busto).
El módulo de mando COM (que se presenta, en su
defecto, bajo la forma de un programa informático grabado en una
memoria no volátil del tipo mencionado y complementaria del programa
que permite el cálculo de la temperatura de confort) coopera con el
módulo de cálculo para recibir la consigna de regulación REG
configurada en función de la evaluación de la temperatura de
confort Tco. El módulo COM configura, en su defecto, nuevas
consignas de mando C'd, C'v, C'f, C't y C'c de los diferentes
equipamientos de la instalación, en función de la consigna de
regulación REG y las emite por una interfaz de salida 23 de la que
está provista el ordenador de a bordo OB.
En una forma de realización preferida de la
presente invención, el módulo de cálculo del dispositivo está
adaptado para evaluar la temperatura de confort Tco (o temperatura
equivalente) tal como sigue.
Con referencia a la figura 3, un pasajero en la
cabina del vehículo recibe calor por convección, por radiación y,
en su defecto, por conducción. En general, el calor que recibe el
pasajero por conducción proviene del asiento SIE de este pasajero.
En el ejemplo descrito, se considera que la temperatura del asiento
es vecina de la del pasajero y que el flujo de calor por conducción
\Phi_{cd} puede ser despreciado.
El pasajero PAS recibe además calor por
radiación \Phi_{RS}, que proviene de la estructura STR del
vehículo (por ejemplo del techo de la cabina HAB y/o del tablero del
vehículo). Por radiación, el pasajero PAS recibe además calor
\Phi_{RV}, proveniente de las lunas VIT del vehículo.
Típicamente, estos calores por radiación pueden ser inducidos en
especial por un flujo solar \Phi_{S} incidente en el vehículo,
en particular en sus lunas VIT y sobre su estructura STR.
El pasajero PAS del vehículo recibe finalmente
calor \Phi_{CV} por convección, siendo este calor
principalmente debido a un flujo de aire que circula por la cabina
HAB. En particular, este flujo de aire, a proximidad del busto del
conductor PAS tiene una velocidad Vloc y una temperatura Tloc.
En definitiva, el calor que recibe el pasajero
PAS, despreciando el calor por conducción del asiento SIE, está
determinado por:
(1)\Phi_{l}
= \Phi_{RS} + \Phi_{RV} + \Phi_{CV} +
t\Phi_{S}
donde t representa un coeficiente
de transmisión por las lunas del flujo solar radiado en la cabina
HAB del
vehículo.
El calor cedido por radiación de la estructura
se escribe:
(2)\Phi_{RS} = Kst (Tint^{4}
-
Ts^{4})
donde Ts representa la temperatura
de la estructura STR del vehículo y Kst representa una constante que
puede ser deducida de las propiedades físicas (en especial
termodinámicas) de la zona del vehículo considerada y de la
superficie.
De la misma forma, el calor cedido por radiación
de las lunas está determinado por:
(3)\Phi_{RV} = Kv (Tint^{4}
-
Tv^{4})
donde Tv es la temperatura de las
lunas y Kv es una constante que puede ser deducida de las
propiedades físicas (en especial termodinámicas) de las lunas y de
la superficie de la zona
considerada.
Las temperaturas Ts y Tv pueden ser medidas por
unos sensores dispuestos en la carrocería del vehículo, en su
defecto, y sobre al menos una luna del vehículo. En el ejemplo
descrito, se deducen ventajosamente de la temperatura exterior Text
y del calor por radiación solar \Phis, según un modelo térmico
escogido de la cabina del vehículo.
Finalmente, el calor cedido por convección está
determinado por:
(4)\Phi_{CV} = k (Tint -
Tloc)
donde k es un coeficiente de
convección que depende en especial de la velocidad de aire ventilado
Vloc en una región predeterminada de la cabina, en la cual se
consideran los intercambios de los diferentes
calores.
Típicamente, el coeficiente de convección k está
determinado por:
(5)k = a
(Vloc)^{1/2} + b |Tloc –
tint|^{1/4}
donde a y b son unos coeficientes
que pueden ser deducidos de las propiedades físicas de las toberas
de la cabina y de la distancia que separa la región predeterminada
mencionada de estas
toberas.
Así, para geometrías respectivas conocidas de
las toberas y para una región objetivo en la cabina del vehículo,
los coeficientes a y b son conocidos.
La temperatura Tint representa aquí la
temperatura media del aire en el interior de la cabina. En el
ejemplo descrito, la región de la cabina en la cual se consideran
localmente los intercambios térmicos es aquella en la cual está la
cabeza la conductor. Como la piel de la cabeza del conductor está
desnuda, entra directamente en contacto con el aire ambiente y la
temperatura media a considerar es Tint. En cambio, si se desea
estimar una temperatura de confort en una región localizada a
proximidad de una parte vestida del pasajero PAS, se considera una
temperatura de vestido de esta parte del pasajero. Así, en las
fórmulas ofrecidas más arriba, la temperatura Tint se convierte en
una temperatura de vestido que puede ser deducida de la temperatura
Tint y de las propiedades físicas de la ropa que viste el pasajero
en esta región localizada. Por ejemplo, para considerar una
ventilación en una región a proximidad de los pies del pasajero, se
podrán considerar unas propiedades térmicas de la ropa tales como
unos calcetines o unos zapatos.
La temperatura Tint media en la cabina es
estimada aquí según un modelo térmico de la cabina, descrito en la
solicitud de patente francesa publicada FR-2779097
del solicitante. En particular, se deduce de la temperatura
exterior Text y, en su defecto, del flujo solar medido \Phi_{S}.
En variante, puede ser medida por un sensor de temperatura
interior. Sin embargo, un tal sensor debe medir una temperatura
media y debe en general ser ventilado durante las medidas de
temperatura que realiza.
La temperatura de las lunas Tv y de la
estructura Ts también se deduce de un modelo térmico de la cabina de
este tipo.
La velocidad Vloc y la temperatura Tloc del aire
ventilado en la región predeterminada de la cabina se deducen de la
temperatura Tas y de la velocidad Vas del aire a la salida inmediata
de las toberas de la cabina, según un modelo aeráulico escogido de
la cabina. Un tal modelo se describe de manera detallada en la
misma solicitud de patente francesa FR-2779097 del
solicitante.
En este sentido, la descripción detallada de
esta solicitud FR-2779097 debe considerarse como
parte integrante del contenido de la descripción de la presente
solicitud.
Hay que notar además que la temperatura Tas y la
velocidad Vas del aire a la salida inmediata de las bocas de
ventilación pueden ser deducidas de las propiedades físicas de la
instalación y de los conductos de los que está dotada, así como de
los ajustes respectivos de sus diferentes equipamientos.
Para evaluar la temperatura de confort Tco en la
región predeterminada de la cabina, se estima que el calor que
recibe el pasajero por convección, por radiación y, en su defecto,
por conducción, es sensiblemente igual a un calor recibido por
convección natural, en un medio en el cual la velocidad forzada del
aire es despreciable. Se trata, obviamente, de un medio virtual en
el cual estaría inmerso el pasajero y cuya temperatura corresponde
a la temperatura interior media en la cabina Tint. En un tal medio,
la velocidad del aire se crearía únicamente por la convección
natural. Este calor cedido por convección natural está determinado
por la relación:
(4)\Phi_{2}
= Kco (Tco -
Tint)
donde Kco corresponde a una
constante que depende en especial de un coeficiente de convección en
este medio virtual, en el cual la velocidad del aire forzada es
nula, así como de la superficie de la región examinada. Esta
constante está determinada por las fórmulas usuales de la convección
natural.
Entonces, se obtiene una estimación de la
temperatura de confort Tco planteando la ecuación:
\Phi_{1} -
\Phi_{2} =
0
En la práctica, el módulo MAI (figura 4) recibe
un valor representativo de la velocidad del vehículo Vv. De ello se
deduce una velocidad de aire exterior. El módulo MAI recibe además
las ordenes correspondientes a los ajustes existentes del motor del
pulsador 1 y de la posición de las válvulas de distribución 8a, 8b
y 8c. Por lo tanto, las dos consignas de mando Cv y Cd son
representativas de la velocidad del aire que suministra la
instalación. En particular, a partir de un modelo aeráulico de la
instalación, el módulo de cálculo del dispositivo según la
invención evalúa una velocidad Vas de aire ventilado, a proximidad
inmediata de una boca de ventilación de la cabina.
Aguas arriba del evaporador 3, la instalación
recibe aire exterior, de temperatura Text. Su temperatura se
modifica al recorrer el evaporador, el radiador de calefacción 7 y,
en su defecto, un radiador de calefacción adicional. El módulo MTI
evalúa entonces, según un modelo térmico de la instalación, una
temperatura Tas de aire ventilado a proximidad inmediata de la boca
de ventilación mencionada, en función de la temperatura exterior
Text, de la velocidad Vas (en la práctica del caudal) del aire
ventilado por la instalación y de las consignas de mando en
temperatura de los diferentes equipamientos de la instalación. A
partir de la consigna de mando Cf de la fuente fría (evaporador 3),
de la consigna de mando Cc de la fuente caliente (radiador de
calefacción 7) y de la consigna de mando Ct del mezclado (posición
de la válvula de mezclado 11), se deduce una capacidad calorífica
de la instalación. El módulo MTI, en función de esta capacidad
calorífica, de la temperatura exterior Text y de la velocidad de
aire ventilado Vas, estima entonces la temperatura de aire ventilado
Tas, según el modelo térmico escogido de la instalación. En este
modelo, intervienen obviamente determinadas propiedades físicas (en
especial termodinámicas) de la instalación (geometría de los
conductos, compacidad, etc).
El módulo MTH evalúa, según un modelo térmico
escogido de la cabina, una temperatura interior media Tint y las
temperaturas de estructura Ts y de las lunas Tv. En el modo de
realización en el que está previsto un sensor de flujo solar, el
módulo MTH utiliza los valores medidos del flujo solar \Phi_{s}.
Utiliza además los valores medidos de la temperatura exterior Text,
así como los valores estimados de la temperatura Tas y de la
velocidad Vas del aire ventilado por la instalación.
El módulo MAH utiliza los valores estimados de
la temperatura interior media Tint, de la temperatura Tas del aire
ventilado y de su velocidad Vas, para evaluar la velocidad Vloc y la
temperatura Tloc del aire en la región predeterminada de la cabina,
según un modelo aeráulico escogido de la cabina, del tipo descrito
en la solicitud FR-2779097.
El módulo MC recibe la temperatura de estructura
Ts, la temperatura de las lunas Tv, la temperatura interior media
Tint, la temperatura Tloc y la velocidad Vloc del aire en la región
predeterminada y evalúa, a partir de las fórmulas anteriores, una
temperatura de confort Tco en la región predeterminada.
En la realización preferida representada en la
figura 5, se verifica, para cualquier variación de un parámetro
cualquiera detectada, si la temperatura de confort calculada se ha
modificado. En un primer tiempo, se procede a las adquisiciones de
una eventual nueva consigna C's (en 50) y de los parámetros
aerotérmicos escogidos para la regulación, tales como la
temperatura exterior Text (en 51), el flujo solar Fs (en 52) y la
velocidad del vehículo Vv (en 53) cuya velocidad de aire exterior
Vext puede ser deducida (en 54). Se evalúa a continuación la
temperatura de confort Tco y se realiza un test 55 a esta
temperatura de confort calculada.
Si la temperatura de confort que corresponde a
la consigna C's permanece sensiblemente igual que la calculada
anteriormente, las diferentes consignas de mando Cv, Cf, Cc, Ct y Cd
quedan igual (recuadro 59).
En cambio, si el valor de la última temperatura
de confort calculada es diferente de la memorizada anteriormente
(test 55), se evalúan unas nuevas consignas de mando C'v y C'd (en
56). La aplicación efectiva de estas nuevas consignas C'v y C'd y/o
la variación de la temperatura de confort detectada en 55 necesita
eventualmente la evaluación de nuevas consignas de mando C't, C'c y
C'f (en 57). Cuando la temperatura de confort antiguamente
memorizada se vuelve a encontrar con nuevas consignas de mando C'v,
C'd, C't, C'c y C'f (lazo en el test 55), estas consignas de mandos
son configuradas y aplicadas a los equipamientos de la instalación.
En el recuadro 58, las antiguas consignas Cv, Cd, Ct, Cc y Cf son
entonces sustituidas por las consignas nuevamente calculadas C'v,
C'd, C't, C'c y C'f para conservar la misma temperatura de
confort.
Está previsto en la práctica un test (no
representado en la figura 5) sobre la consigna del pasajero C's.
Este test se realiza por ejemplo tras la adquisición de la consigna
C's en 50. Efectivamente, si la consigna C's nuevamente adquirida
es diferente de la última consigna Cs memorizada, entonces la
consigna adquirida C's es almacenada en memoria MEM en lugar de la
antigua consigna Cs y el módulo de cálculo evalúa la temperatura de
confort considerando la nueva consigna C's.
Se hace referencia ahora a la figura 6 para
describir un dispositivo según la invención, en una forma de
realización más elaborada, con una regulación de la temperatura de
confort en dos regiones localizadas en la cabina. El módulo de
cálculo comprende entonces dos módulos MAH1 y MAH2 que reciben unas
temperaturas Tas1 y Tas2 y unas velocidades Vas1 y Vas2,
respectivas, que dependen, en el ejemplo, de la instalación de la
figura 1, de la consigna de distribución Cd. Los módulos MAH1 y MAH2
son capaces de evaluar, independientemente, una temperatura Tloc1 y
una velocidad Vloc1 en una primera región de la cabina (por ejemplo
a proximidad de la cabeza del conductor) y una temperatura Tloc2 y
una velocidad Vloc2 en una segunda región de la cabina (por ejemplo
a proximidad de los pies del conductor), respectivamente. A partir
de estos valores de temperatura y de velocidad, así como de los
parámetros aerotérmicos estimados Tv, Ts, Tint y medidos
\Phi_{S}, el módulo MC evalúa las dos temperaturas de confort
Tco1 y Tco2 en la primera región y en la segunda región,
respectivamente. Si la primera región es considerada como estando a
proximidad de la cabeza del conductor, la estimación de la
temperatura de confort Tco1 está basada en la temperatura interior
Tint, directamente. En cambio, si la segunda región está
considerada como siendo próxima de los pies del conductor, el
cálculo de la temperatura de confort Tco2 puede basarse
ventajosamente en una temperatura de vestido, por ejemplo
proporcional a la temperatura interior Tint.
Si una de las temperaturas de confort Tcol
varía, mientras que la otra temperatura de confort Tco2 permanece
sensiblemente constante, puede preverse en especial una nueva
consigna de mando C'd de las posiciones respectivas de las válvulas
de distribución 8a, 8b y 8c.
Hay que notar que puede preverse, además, una
regulación para dos zonas distintas de la cabina, por ejemplo una
zona delantera y una zona trasera o una zona izquierda y una zona
derecha. En esta forma de realización, el dispositivo recibe dos
consignas de los pasajeros C's1 y C's2 relativas a unas
configuraciones aerotérmicas deseadas en dos regiones respectivas
de la cabina. En la instalación, se prevén unos conductos de
distribución de aire en estas dos zonas. Preferentemente, puede
preverse además una fuente caliente adicional y eventualmente un
pulsador, individuales para cada zona, con o no al menos una válvula
de mezclado. El módulo MC sigue considerando las temperaturas
Tloc1, Tloc2 y las velocidades Vloc1,Vloc2 locales del aire en cada
una de las dos zonas para evaluar cada temperatura de confort en la
zona correspondiente.
Así, una regulación del funcionamiento de los
diferentes equipamientos de la instalación, basada en la estimación
de una variación de la temperatura de confort, permite, según una de
las grandes ventajas que proporciona la presente invención, tener
en cuenta directamente la percepción térmica de los pasajeros. Según
otra ventaja proporcionada por la presente invención, la estimación
de una tal temperatura de confort en unas regiones localizadas de
la cabina permite tener en cuenta la vestimenta de los pasajeros en
las diferentes regiones consideradas, e incluso según las
diferentes configuraciones aerotérmicas deseadas por los pasajeros
de la cabina, en particular si la instalación permite una
distribución de aire en diferentes zonas de la cabina en cada una de
las cuales hay un pasajero.
Obviamente, la presente invención no se limita a
la forma de realización antes descrita a título de ejemplo. También
se extiende a otras variantes.
Así, se comprenderá que, como variante
simplificada, el radiador de calefacción adicional mencionado y/o
el lazo de climatización antes descrito, pueden ser suprimidos. Sin
embargo, un tal radiador de calefacción adicional se utiliza en
general para temperaturas exteriores bajas, típicamente cuando el
radiador 7 no es suficiente. Entonces, la consigna de mando Cc es
ajustada, en esta situación, en función de la temperatura de
confort estimada. La consigna de mando Ct puede permanecer, al menos
en un primer tiempo, constante y corresponder a una posición de la
válvula de mezclado 11 en la cual cierra la rama de aire frío 5. En
cambio, para temperaturas exteriores elevadas, la consigna de mando
Cf puede ajustarse para ajustar el funcionamiento del lazo de
climatización, mientras que la consigna de mando Ct permanece
sensiblemente constante y corresponde a una posición de la válvula
de mezclado 11 en la cual cierra la rama de aire caliente 6.
El funcionamiento del lazo de climatización
puede también utilizarse para disminuir la tasa de humedad del aire
en la cabina, por ejemplo para impedir la formación de vaho en las
lunas del vehículo. El vapor de agua presente en el aire que
atraviesa el evaporador se condensa y puede evacuarse así fuera de
la cabina. En este caso, el módulo COM controla a la vez el lazo de
climatización, la válvula de mezclado y, en su defecto, el radiador
de calefacción adicional. Puede entonces preverse además una entrada
suplementaria en el dispositivo según la invención, recibiendo esta
entrada una señal relativa a una información representativa de un
nivel de humedad en la cabina. El módulo de mando configura unas
consignas de mando C'f, C't y eventualmente C'c para ajustar, a la
vez, la temperatura de aire ventilado Tas y mantener un nivel de
humedad en la cabina inferior a un valor umbral.
Puede preverse además, en especial en el modelo
térmico de la cabina antes descrito, tener en cuenta una actividad
de metabolismo de los pasajeros presentes en el vehículo. Por
ejemplo en función del número de puertas abiertas en el arranque
del vehículo, o también a partir de información suministrada por
unos sensores de presencia montados en los asientos del vehículo,
se puede deducir una disipación de calor medio, por metabolismo de
los pasajeros, con vistas a perfeccionar la estimación de la
temperatura interior media en la cabina.
La consideración de la radiación solar para la
estimación de la temperatura de confort y/o en el modelo térmico de
la cabina antes descritos, aunque ventajosa, puede, como variante
simplificada, suprimirse. En esta variante, el dispositivo según la
invención solamente está conectado a dos sensores, al menos, uno de
temperatura exterior y uno de velocidad (velocímetro).
Como variante de realización del dispositivo
antes descrito, puede preverse un reloj capaz de cooperar con las
entradas del dispositivo, así como con la memoria MEM, con vistas a
comparar la consigna Cs y los parámetros Vv, Text y \Phi_{s}
grabados con nuevos valores recibidos C's, Vv, Text y \Phi_{s}.
Efectivamente, en la memoria del dispositivo, pueden ser
almacenados la consigna proveniente del pasajero Cs, unos valores
representativos de los parámetros aerotérmicos tales como la
velocidad del vehículo Vv, la temperatura exterior Text y el flujo
solar \Phi_{s}. Así, tras una duración predeterminada (por
ejemplo de dos minutos), el módulo de cálculo compara los nuevos
valores recibidos a la entrada con los valores Cs, Vv, Text y
\Phi_{s} almacenados en memoria.
Claims (27)
1. Dispositivo de mando de una instalación de
ventilación, calefacción y/o climatización de la cabina de un
vehículo automóvil, del tipo que comprende
- -
- al menos una entrada (22), para recibir al menos una señal representativa de una información relativa a un parámetro aerotérmico escogido (Text, Vv, Fs),
- -
- una salida (23) conectada a al menos un accionador de regulación de un equipamiento de la instalación (1, 3, 11, 7, 8A, 8B, 8C), y
- -
- un módulo de mando (COM) conectado a dicha salida y capaz de pilotar el accionador de regulación con vistas a modificar el funcionamiento del equipamiento,
caracterizado por el hecho de que dicha
entrada (22) está adaptada para recibir unas señales respectivas
representativas de una temperatura (Tloc) y de una velocidad (Vloc)
de aire locales en una región predeterminada de la cabina, y por el
hecho de que comprende un módulo de cálculo (CAL) adaptado para
evaluar al menos una temperatura de confort (Tco) de un pasajero
(PAS) situado en dicha región predeterminada de la cabina, sobre la
base de dicho parámetro aerotérmico, de dichas señales (Tloc,
Vloc), y de modelos escogidos, mientras que el módulo de mando
(COM) está dispuesto para cooperar con el módulo de cálculo (CAL)
con vistas a modificar o no el funcionamiento del equipamiento en
función de esta evaluación de la temperatura de confort (Tco) que
corresponde a una configuración aerotérmica deseada en dicha región
de la cabina.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicha entrada está adaptada
para recibir al menos una información representativa de una
temperatura interior media en la cabina (Tint), y por el hecho de
que el módulo de cálculo está adaptado para estimar dicha
temperatura de confort en función de la temperatura interior
(Tint).
3. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la entrada está adaptada para recibir unas señales respectivas
representativas de una temperatura (Tas) y de una velocidad (Vas)
del aire que ventila la instalación.
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que el módulo de cálculo está
adaptado para estimar dichas temperatura (Tloc) y velocidad (Vloc)
de aire locales, según un modelo aeráulico escogido de la cabina,
que hace intervenir la temperatura (Tas) y la velocidad (Vas) del
aire ventilado.
5. Dispositivo según la reivindicación 4, tomada
en combinación con la reivindicación 2, caracterizado por el
hecho de que el módulo de cálculo está adaptado para tener en cuenta
además dicha temperatura interior (Tint) en el modelo aeráulico de
la cabina, con vistas a estimar dichas temperatura (Tloc) y
velocidad (Vloc) de aire locales.
6. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que el módulo de cálculo está
adaptado para evaluar, según un modelo térmico escogido de la
cabina, la temperatura interior media en la cabina (Tint) en
función de la temperatura (Tas) y de la velocidad (Vas) del aire
ventilado.
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que la entrada está adaptada
para recibir además una señal representativa de una temperatura de
aire exterior (Text), y por el hecho de que el módulo de cálculo
está adaptado para tener en cuenta la temperatura de aire exterior
(Text) en el modelo térmico de la cabina, con vistas a estimar
dicha temperatura interior (Tint).
8. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 6 y 7, caracterizado por el hecho de que la
entrada está adaptada para recibir además una señal representativa
de un flujo solar (Fs) incidente sobre el vehículo, y por el hecho
de que el módulo de cálculo está adaptado para tener en cuenta
además el flujo solar (Fs) en el modelo térmico de la cabina, con
vistas a evaluar la temperatura interior (Tint).
9. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la entrada está adaptada para recibir además una señal
representativa de la temperatura de una luna (Tv) al menos y/o de
la estructura (Ts) del vehículo, y por el hecho de que el módulo de
cálculo está adaptado para evaluar la temperatura de confort (Tco)
en función de dichas temperaturas de luna (Tv) y/o de estructura
(Ts).
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que el módulo de cálculo está
adaptado para evaluar las temperaturas de luna (Tv) y/o de
estructura (Ts) en función de la temperatura (Tas) y de la
velocidad (Vas) de aire ventilado, preferentemente considerando
además la temperatura exterior (Text) y/o el flujo solar.
11. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 10, caracterizado por el hecho de que la
entrada está adaptada para recibir unas señales respectivamente
representativas de una velocidad de aire (Vv) en el exterior de la
cabina, de un régimen (Cv) de un pulsador (1) de la instalación,
adaptado para suministrar un flujo de aire (F), y de al menos una
posición (Cd) de una válvula de distribución (8A, 8B, 8C) del flujo
de aire en la cabina, y por el hecho de que el módulo de cálculo
está adaptado para evaluar la velocidad de aire ventilado (Vas), en
función de la velocidad de aire exterior, del régimen del pulsador y
de la posición de la válvula de distribución.
12. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado por el hecho de que la entrada está adaptada
para recibir una información relativa a la velocidad del vehículo,
mientras que el módulo de cálculo está adaptado para estimar la
velocidad de aire exterior en función de la velocidad del vehículo
(Vv).
13. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 3, 11 y 12, caracterizado por el hecho de
que la entrada está adaptada para recibir unas señales
representativas de una temperatura de aire caliente (Tc)
suministrado por una fuente de aire caliente de la instalación, en
especial un radiador de calefacción (7), y de una temperatura de
aire exterior (Text), y por el hecho de que el módulo de cálculo
está adaptado para evaluar una temperatura de aire ventilado (Tas)
en función de la velocidad de aire ventilado (Vas) y de dichas
temperaturas de aire caliente (Tc) y de aire exterior (Text).
14. Dispositivo según la reivindicación 13,
caracterizado por el hecho de que, al comprender la fuente de
aire caliente un radiador recorrido por un fluido de intercambio
térmico, la entrada está adaptada para recibir una señal (Cc)
representativa de la temperatura de dicho fluido en el radiador (7)
mientras que el módulo de cálculo está adaptado para evaluar una
temperatura de aire caliente (Tc) en función del caudal del
fluido.
15. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 13 y 14, caracterizado por el hecho de que,
al comprender la instalación una válvula de mezclado (11) de
posición regulable para ajustar la temperatura de aire ventilado
(Tas), la entrada está adaptada para recibir además una señal (Ct)
representativa de la posición de la válvula de mezclado, mientras
que el módulo de cálculo está adaptado para evaluar la temperatura
del aire ventilado (Tas) en función de la posición de la válvula de
mezclado.
16. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 13 a 15, caracterizado por el hecho de que,
al comprender la instalación además una fuente de aire frío (3), la
entrada está adaptada para recibir además una señal (Cf)
representativa de una temperatura de aire proveniente de dicha
fuente de aire frío, mientras que el módulo de cálculo está
dispuesto para tener en cuenta además la temperatura de aire frío
(Tf) para evaluar la temperatura de aire ventilado (Tas).
17. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado por el hecho de que, al comprender la
instalación además un lazo de climatización recorrido por un fluido
frigorígeno de presión variable y que permite ajustar la
temperatura de aire frío, la entrada está adaptada para recibir una
señal (Cf) representativa de la presión de dicho fluido
frigorígeno.
18. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que dicha entrada está dispuesta para recibir una señal (Text)
proveniente de un sensor de temperatura en el exterior de la
cabina.
19. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la entrada está adaptada para recibir una señal (Vv)
proveniente de un sensor de velocidad del vehículo.
20. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la entrada está adaptada para recibir una señal (Fs)
proveniente de un sensor de flujo solar, incidente en el
vehículo.
21. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que comprende:
- -
- una primera entrada (21), adaptada para recibir una consigna (C's) relativa a una configuración aerotérmica deseada en la cabina, y
- -
- una segunda entrada (22), adaptada para recibir al menos dicha señal representativa de una información relativa al parámetro aerotérmico escogido (Text, Vv, Fs), mientras que el módulo de cálculo (CAL) está adaptado para evaluar la temperatura de confort (Tco) a partir de dicho parámetro aerotérmico y considerando dicha consigna (Cs).
22. Dispositivo según la reivindicación 21,
caracterizado por el hecho de que comprende una memoria (MEM)
para almacenar dicha consigna (Cs), y por el hecho de que la
segunda entrada (22) está conectada a dicha memoria (MEM) para
almacenar además un valor representativo de dicho parámetro
aerotérmico, mientras que el módulo de cálculo (CAL) está adaptado
para cooperar con la memoria (MEM) para evaluar dicha temperatura de
confort (Tco).
23. Dispositivo según la reivindicación 22,
caracterizado por el hecho de que el módulo de cálculo (CAL)
está adaptado para cooperar con la memoria (MEM) y la segunda
entrada para estimar una variación del parámetro aerotérmico (Vv,
Text, Fs) y/o de la consigna (Cs), mientras que el módulo de mando
(COM) está adaptado para ajustar o no el funcionamiento del
equipamiento en función de al menos una variación estimada del
parámetro aerotérmico y/o de la consigna, con vistas a mantener una
temperatura de confort (Tco) que corresponde a la configuración
aerotérmica deseada en la cabina.
24. Dispositivo según la reivindicación 22,
caracterizado por el hecho de que la memoria (MEM) está
adaptada para cooperar con el módulo de cálculo (CAL) para
almacenar la temperatura de confort evaluada, y por el hecho de que
el módulo de cálculo está adaptado para estimar una variación entre
una temperatura de confort evaluada y una temperatura de confort
memorizada, mientras que el módulo de mando (COM) está dispuesto
para ajustar o no el funcionamiento del equipamiento en función de
la variación estimada de la temperatura de confort (Tco), con
vistas a mantener una configuración aerotérmica deseada en la
cabina.
25. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 22, caracterizado por el hecho de que el
módulo de cálculo (CAL) está adaptado para evaluar dinámicamente la
temperatura de confort (Tco), mientras que el módulo de mando (COM)
está adaptado para modificar dinámicamente el funcionamiento del
equipamiento en función de la temperatura de confort evaluada
normalmente (Tco).
26. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que, al comprender la instalación un dispositivo de distribución de
aire (8A, 9A, 8B, 9B, 8C, 9C) para repartir el aire ventilado entre
una pluralidad de regiones de la cabina, el módulo de cálculo está
adaptado para evaluar una temperatura de confort (Tco1,Tco2) en
cada una de dichas regiones, mientras que el módulo de mando (COM)
está adaptado para modificar al menos el funcionamiento del
dispositivo de distribución en función de dichas temperaturas de
confort (Tcol, Tco2).
27. Dispositivo según la reivindicación 26,
caracterizado por el hecho de que la primera entrada está
adaptada para recibir una pluralidad de consignas (C's) relativas a
unas configuraciones aerotérmicas deseadas en unas regiones
respectivas de la cabina, mientras que el módulo de cálculo está
adaptado para evaluar una temperatura de confort para cada una de
dichas regiones, sobre la base de dichas consignas.
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