FR2704486A1

FR2704486A1 - Dispositif de régulation pour un système de chauffage ou de climatisation d'un véhicule automobile.

Info

Publication number: FR2704486A1
Application number: FR9404996A
Authority: FR
Inventors: Panner Thomas
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1994-04-26
Publication date: 1994-11-04
Anticipated expiration: 2014-04-26
Also published as: ITTO940080V0; IT232379Y1; FR2704486B1; ITTO940080U1; DE4313614C1

Abstract

Le chauffage/climatiseur d'un véhicule comprend deux échangeurs de chaleur ou zones de soufflage pour des zones différentes de l'habitacle. A chaque zone sont coordonnés un ajusteur de consigne (5, 5'), un actionneur (8, 8') et un moyen (3, 3') pour, à la manœuvre d'un ajusteur (5, 5'), éviter une influence sur l'actionneur (8, 8') de l'autre zone de soufflage. Le système comporte un régulateur (1) et, pour chaque zone, un dispositif (2, 2') détectant un changement de consigne temporel pour, s'il se produit un bond d'une valeur de consigne, piloter le moyen (3', 3) appartenant à l'autre zone et empêcher ainsi l'influence du régulateur (1) sur l'actionneur correspondant pendant une durée préfixée. Applicable aux véhicules avec des réglages individuels du chauffage ou de la climatisation pour le conducteur et la personne assise à côté de lui.

Description

L'invention concerne un dispositif de régula-

tion pour un système de chauffage ou de climatisation d'un véhicule automobile, comprenant deux échangeurs de chaleur ou zones de soufflage coordonnés à différentes zones de l'habitacle, qui sont commandés ou enclenchés chacun par un actionneur en conformité avec un ajusteur

de consigne coordonné, un régulateur qui pilote les ac-

tionneurs et à l'entrée duquel sont raccordés un seul

capteur de température de l'habitacle et les deux ajus-

teurs de consigne, ainsi que des moyens pour, lors d'un changement de position d'un ajusteur de consigne, éviter un changement de position de l'actionneur pour l'autre

zone de soufflage.

Un tel dispositif de régulation est déjà connu par le brevet DE 31 51 255, dispositif par lequel des

températures de consigne différentes peuvent être pré-

fixées pour deux zones d'un véhicule automobile. Dans ce

but, les actionneurs pour les deux zones sont pilotés di-

rectement par les ajusteurs (des valeurs) de consigne.

Les deux valeurs de consigne sont envoyées en plus à un formateur de moyenne. La valeur de consigne moyenne parvient à travers un réseau de retard à un régulateur qui, à partir de la différence entre la valeur de consigne moyenne retardée et le signal d'un capteur de température intérieure, génère un signal pour piloter

simultanément les deux actionneurs.

Le concept de base de ce dispositif est que, en raison de l'amenée retardée de la valeur de consigne moyenne au régulateur, les températures dans les deux zones se sont déjà approchées à tel point des valeurs de consigne ajustées que le signal du capteur de température intérieure, capteur qui fournit pratiquement une valeur réelle moyenne, correspond à la valeur de consigne moyenne et que, ainsi, disparaît la grandeur d'rentrée du régulateur représentée par la valeur de consigne moyenne

moins la température intérieure.

De ce fait, il n'est pas nécessaire que le ré-

gulateur intervienne dans le pilotage des actionneurs.

Avec cette solution, le régulateur doit exclusivement agir en présence d'une déviation de la température de l'habitacle qui n'est pas provoquée par un changement

d'une valeur de consigne.

L'inconvénient de cette solution est que l'on doit connaître le comportement temporel de réglage de l'habitacle en réponse à des changements de température prédéterminés. En effet, si la température intérieure

s'écarte de la valeur moyenne des températures pres-

crites, le régulateur entre en action et pilote simul-

tanément les deux actionneurs. Comme, dans la plupart des

cas, une seule valeur de consigne est changée, la tempé-

rature de l'autre zone est changée sans motif en pareil cas. La définition indiquée dans ce document antérieur du but visé, à savoir "... créer un dispositif de régulation permettant d'obtenir par une faible dépense un ajustement individuel de la température des deux zones, sans que la température de l'autre zone soit influencée", n'est donc pas atteint ou, tout au moins, n'est pas atteint de

manière satisfaisante dans chaque cas.

La présente invention vise par conséquent à créer, de manière simple et économique, un dispositif de

régulation avec lequel, s'il se produit un bond de la va-

leur de consigne préfixée pour une zone, l'autre zone ne

soit pas influencée.

Conformément à l'invention, on obtient ce ré-

sultat par le fait que pour chaque zone, on a prévu un dispositif destiné à détecter un changement de consigne

temporel (bond de la valeur de consigne), que ces dispo-

sitifs, lorsqu'il se produit un bond d'une valeur de consigne, pilotent le moyen appartenant à l'autre zone de soufflage, et que le moyen piloté, empêche, pendant une durée préfixée, l'application du signal de sortie du

régulateur à l'actionneur qui lui est coordonné.

La durée préfixée correspond de préférence à peu près à la durée nécessaire pour régler une zone à une

valeur de consigne changée appliquée à cette zone.

L'ordre de grandeur de la durée préfixée est notamment de trois minutes. Dans le cas d'un changement de la température de consigne d'une zone, l'influence normalement exercée par le régulateur sur l'actionneur de l'autre zone, est donc interrompue pendant une durée préfixée par le moyen

appartenant à l'autre zone.

Le moyen interrompant la liaison entre le régu-

lateur et l'actionneur est constitué par ou agit comme un interrupteur temporisé possédant un contact de repos qui interrompt seulement une liaison pendant une durée

préfixée s'il est piloté.

Il est avantageux que l'actionneur fasse partie

d'un autre circuit de régulation, subordonné au régula-

teur mentionné en premier, en vue d'un réglage en cas-

cade, et que le régulateur supplémentaire (appelé ci-

après régulateur de soufflage), appartenant à ce circuit de régulation subordonné, soit alimenté, au cas o le moyen coordonné interrompt la liaison avec la sortie du régulateur, avec la grandeur de sortie du régulateur

valable en dernier.

Pour atteindre ce but, il est avantageux de prévoir pour chaque zone une mémoire qui retient la

valeur de sortie du régulateur valable en dernier.

L'actionneur de la zone non concernée par le changement de valeur de consigne, est donc alimenté de

manière constante, pendant la durée préfixée, avec la va-

riable réglante valable avant le changement de valeur de

consigne, de sorte qu'il n'est pas influencé par ce chan-

gement de consigne.

Au cas o les valeurs de consigne des deux zones sont changées simultanément ou si, à l'intérieur de la durée préfixée faisant suite à un changement de consigne d'une zone, un bond de la valeur de consigne se produit également dans l'autre zone, les actionneurs des deux zones ne sont pas coupés, bien entendu, de la sortie du régulateur puisque cela interromprait les régulations de température des deux zones.

Il s'est révélé au contraire que l'on peut ob-

tenir en pareil cas, de manière avantageuse, un réglage particulièrement rapide des températures des deux zones à la valeur désirée si la liaison entre les actionneurs et

la sortie du régulateur est établie pour les deux zones.

Pour cette raison, une autre caractéristique de l'invention prévoit que, s'il se produit un bond de la valeur de consigne sur les deux ajusteurs de consigne à l'intérieur de la durée préfixée, les deux moyens

autorisent la transmission du signal de réglage.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention ressortiront plus clairement de la description

qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, qui est un schéma de cet exemple d'un dispositif de régulation

selon l'invention.

Le dispositif de régulation représenté comprend deux ajusteurs de consigne 5, 5' servant à préfixer des valeurs de température pour deux zones tridimensionnelles

de l'habitacle d'un véhicule automobile.

Ces ajusteurs de consigne 5, 5' sont reliés chacun à un dispositif 2 ou 2' destiné à détecter un bond d'une valeur de consigne, c'est-à-dire à détecter des

changements dans le temps de valeurs de consigne dépas-

sant une limite prédéterminée.

Les ajusteurs 5, 5' sont reliés en outre à un régulateur I générant un signal de réglage R servant à piloter deux circuits de régulation de température de

soufflage 4, 8; 4', 8'.

Chaque circuit de régulation de température de soufflage 4, 8; 4' 8' se compose d'un régulateur de soufflage 4 ou 4' et d'un actionneur 8 ou 8', le dernier pouvant être prévu pour la manoeuvre d'un robinet d'eau ou d'un clapet de mélange d'air en vue de l'ajustement

d'une température de soufflage.

Au régulateur 1 est relié en outre un capteur 6 pour la température intérieure, installé à un endroit central entre les deux zones à l'intérieur du véhicule automobile.

D'autres capteurs, non représentés sur le des-

sin, peuvent être raccordés au régulateur 1, suivant les éventuelles grandeurs d'entrée supplémentaires dont il faut tenir compte dans la détermination du signal de réglage R, notamment sous la forme de signaux de capteurs supplémentaires. Il peut être tenu compte en particulier, en tant que signal de capteur supplémentaire, de la température régnant à l'extérieur du véhicule, de la température d'au moins un échangeur de chaleur et/ou d'une chambre de mélange et/ou d'une température de soufflage. Le régulateur 1 transmet le signal de réglage R à travers des contacts de repos 3a, 3a' d'interrupteurs temporisés 3, 3' aux circuits de régulation de soufflage 4, 8; 4', 8'. Chacun de ces circuits comporte en outre une mémoire 7 ou 7' pour mémoriser le signal de réglage R, c'est-à-dire le dernier signal de sortie valable du

régulateur 1.

On expliquera ci-après plus en détail, en réfé-

rence à la figure, le mode de fonctionnement du système

de régulation selon l'invention.

Le régulateur 1 combine les signaux suivants: valeur de consigne gauche (SL), valeur de consigne droite (SR) et température intérieure (TI), provenant respectivement des ajusteurs de consigne 5, 5' et du capteur de température intérieure 6, pour former la variable réglante R. La variable réglante R dépend essentiellement du terme (SL + SR) / 2 - TI puisque, à l'état réglé, le signal de température intérieure délivré par le capteur de température intérieure 6, installé de façon centrale, correspond à peu près à la valeur moyenne des valeurs de

consigne SL et SR ajustées.

Le signal de réglage R est envoyé à travers les contacts de repos 3a, 3a' des interrupteurs temporisés 3,

3' aux circuits de régulation de soufflage 4, 8; 4', 8'.

S'il se produit des fluctuations de la température intérieure TI affectant les deux zones, le signal de réglage R est envoyé aux deux circuits de régulation de soufflage 4, 8; 4', 8'. Il est donc tenu compte de telles fluctuations, ainsi que cela est décrit dans le brevet DE 31 51 255, par des actions exercées dans le même sens sur les deux régulateurs de soufflage

4, 8 et 4', 8'.

Par contre, au cas o l'une des valeurs de consigne préfixées SL ou SR est modifiée par le changement de position de l'ajusteur 5 ou 5', une action simultanée sur les deux régulateurs de soufflage 4, 8; 4', 8' est nuisible, comme décrit dans ce qui précède,

puisqu'une telle influence sur les deux régulateurs pro-

voque également le changement de la température de la

zone dont la valeur de consigne n'a pas été modifiée.

Pour cette raison, conformément à l'invention, dès que l'un des dispositifs 2, 2' détecte un bond d'une valeur de consigne, il pilote l'interrupteur temporisé 3' ou 3 de l'autre zone, lequel, par le contact 3a' ou 3a, coupe la liaison entre le régulateur 1 et le régulateur de soufflage 4' ou 4 correspondant pendant une durée préfixée. Entre les interrupteurs temporisés 3 et 3', on a prévu une ligne de signaux 3b qui empêche le découplage simultané des deux régulateurs de soufflage 4, 4' de la sortie du régulateur 1, au cas o des bonds de la valeur de consigne se produisent en même temps dans les deux zones. A la place du signal de réglage, le régulateur de soufflage 4' ou 4 séparé de la sortie du régulateur 1, reçoit de la mémoire 7' ou 7 coordonnée la dernière va-

leur R valable du régulateur 1.

Le régulateur de soufflage 4' ou 4, ainsi

découplé de la sortie du régulateur 1, n'est donc pas in-

fluencé par le processus de réglage en cours, déclenché par le changement de la valeur de consigne, mais maintenu

à une température de soufflage constante.

La grandeur de la durée préfixée par l'inter-

rupteur temporisé 3' ou 3, est choisie de manière que la zone concernée par le changement de la valeur de consigne

soit réglée suffisamment à la nouvelle valeur. L'expé-

rience montre que cette durée est de l'ordre de grandeur

d'environ trois minutes pour une voiture de tourisme.

Les deux régulateurs de soufflage 4, 4' sont

ensuite connectés de nouveau à la sortie du régulateur 1.

Un post-réglage notable n'est généralement pas nécessaire.

Pour mieux expliquer encore le processus de ré-

gulation, on donnera ci-après un court exemple chiffré.

On suppose que la zone avec les références sans accent du schéma soient coordonnées à la moitié gauche (côté conducteur) du véhicule; la zone avec les références pourvues d'un accent, est donc coordonnée au côté droit du véhicule (côté passager ou personne assise à côté du conducteur). Il est supposé en plus qu'une valeur de consigne de 23 degrés Celsius soit préfixée pour les deux

zones, donc SL = 23 degrés Celsius et SR = 23 degrés Cel-

sius. En outre, on considère que la température inté-

rieure dans les deux zones de l'habiticale du véhicule est réglée aux valeurs prescrites, ce qui veut dire que

la température intérieure dans les deux zones est égale-

ment de 23 degrés Celsius.

Si le conducteur désire augmenter la tempéra-

ture dans sa zone de 23 à 25 degrés Celsius, il préfixe au moyen de l'ajusteur de consigne 5 une nouvelle valeur

de consigne SL = 25 degrés Celsius.

Le dispositif 2 de détection d'un bond de va- leur de consigne, détecte ce changement de consigne et pilote l'interrupteur temporisé 3', lequel coupe alors pendant une durée préfixée la liaison entre la sortie du régulateur 1 et le régulateur de la température de

soufflage 4'.

Le régulateur de soufflage 4' est dès lors alimenté à partir de la mémoire 7' avec le signal de réglage R valable en dernier, de sorte que sa température de soufflage continue à être maintenue constante à 23

degrés Celsius.

Au début du processus de régulation déclenché

par le changement de valeur de consigne, les signaux sui-

vants sont appliqués à l'entrée du régulateur 1: SL = 25 degrés Celsius (nouvelle valeur préfixée pour le côté conducteur) SR = 23 degrés Celsius (valeur de consigne prévue jusqu'à ce moment pour le côté passager) TI = 23 degrés Celsius (température intérieure encore valable au début du processus de

régulation).

A partir de ces signaux, le régulateur 1 calcule la gran-

deur de sortie ou variable réglante R:

R = (SL + SR) / 2 - TI

= (25 degrés Celsius + 23 degrés Celsius) / 2 - 23 degrés Celsius = 1 degré Celsius La déviation de réglage de la température intérieure est

donc d'un degré Celsius.

A travers le contact de repos 3a fermé de 1'in-

terrupteur temporisé 3, le régulateur 1 pilote maintenant le régulateur de soufflage 4 jusqu'à ce que la température de l'habitacle à l'endroit o se trouve le capteur se soit élevée d'environ 1 degré Celsius. La variable réglante R indique au régulateur de soufflage la

température de soufflage convenant à cet effet.

Peu avant l'expiration de la durée préfixée d'environ 3 minutes, le réglage opéré par le système est

terminé et la déviation de réglage a disparu. La tempéra-

ture intérieure TI est à présent d'environ 24 degrés Cel-

sius et on a: R = (25 degrés Celsius + 23 degrés Celsius)

/ 2 - 24 degrés Celsius = 0 degré Celsius.

Après la fin des trois minutes, la variable réglante R, correspondant à celle d'un système réglé, est appliquée de nouveau aux deux régulateurs de soufflage 4, 4' par la

fermeture du contact 3a' de l'interrupteur temporisé 3'.

Pendant ce processus de régulation, le côté droit du véhicule a conservé de façon constante sa valeur de consigne et est resté sans influence aucune par le processus de régulation se déroulant pour le côté gauche

du véhicule.

Il n'est pas nécessaire avec ce système de ré-

gulation, ce qui est un avantage, qu'à la suite d'un bond d'une valeur de consigne, la somme des grandeurs d'entrée pour la régulation soit amenée artificiellement à 0 (par

exemple par un réseau de retard, ainsi que cela est pro-

posé selon l'état de la technique), ce qui peut poser des

problèmes pour la technique de régulation.

L'absence d'action sur la zone non concernée par le processus de régulation, peut être assurée beaucoup plus simplement, selon l'invention, par le découplage temporaire de la zone non concernée de la

sortie du régulateur.

Il est à noter que les unités fonctionnelles

représentées schématiquement sur la figure, sont avanta-

geusement rassemblées dans la pratique de manière adé-

quate. Il est possible par exemple de rassembler le régulateur 1, Les dispositifs de détection 2, 2', les interrupteurs temporisés 3, 3', les régulateurs de soufflage 4, 4' et les mémoires 7, 7' en un circuit intégré. Il est particulièrement avantageux de réaliser lesdites parties 1, 2, 2', 3, 3', 4, 4', 7, 7' du système

de régulation sous la forme d'un micro-ordinateur.

Différentes fonctions parmi celles décrites (par exemple la détection d'un bond de valeur de consigne), sont réalisables de manière particulièrement simple au moyen

d'un programme exécuté par un micro-ordinateur.

1l

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de régulation pour un système de chauffage ou de climatisation d'un véhicule automobile,

comprenant deux échangeurs de chaleur ou zones de souf-

flage coordonnés à différentes zones de l'habitacle, qui sont commandés ou enclenchés chacun par un actionneur (8, 8') en conformité avec un ajusteur de consigne (5, 5') coordonné, un régulateur (1) qui pilote les actionneurs

(8, 8') et à l'entrée duquel sont raccordés un seul cap-

teur de température de l'habitacle (6) et les deux ajus-

teurs de consigne (5, 5'), ainsi que des moyens (3, 3') pour, lors d'un changement de position d'un ajusteur de consigne (5, 5'), éviter un changement de position de

l'actionneur (8, 8') pour l'autre zone de soufflage, ca-

ractérisé en ce que, pour chaque zone, on a prévu un dis-

positif (2, 2') destiné à détecter un changement de consigne temporel (bond de la valeur de consigne), que ces dispositifs (2, 2'), lorsqu'il se produit un bond

d'une valeur de consigne, pilotent le moyen (3', 3) ap-

partenant à l'autre zone de soufflage, et que le moyen (3', 3) piloté, empêche, pendant une durée préfixée, l'application du signal de sortie (R) du régulateur (1) à

l'actionneur (8', 8) qui lui est coordonné.

2. Dispositif de régulation selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que, s'il se produit un bond de la valeur de consigne sur les deux ajusteurs de consigne (5, 5') à l'intérieur de la durée préfixée, les deux moyens (3, 3') autorisent la transmission du signal de

réglage (R).

3. Dispositif de régulation selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce qu'une mémoire (7, 7'), mémori-

sant le signal de sortie (R) du régulateur (1) valable en

dernier, est coordonnée à chacun des moyens (3, 3').

4. Dispositif de régulation selon la revendica-

tion 3, caractérisé en ce que, en cas de pilotage d'un moyen (3, 3'), le signal stocké dans la mémoire (7; 7')

est appliqué à l'actionneur (8, 8') correspondant.

5. Dispositif de régulation selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce qu'un régulateur de soufflage (4, 4') appartient à chaque zone et constitue, ensemble avec un actionneur (8, 8') correspondant, un circuit de régulation de soufflage (4, 8; 4', 8') subordonné (en vue d'un réglage en cascade) au régulateur (1) mentionné en premier.

6. Dispositif de régulation selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que les moyens (3, 3') sont

réalisés chacun comme un interrupteur temporisé compor-

tant un contact de repos.

7. Dispositif de régulation selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que la durée préfixée corres-

pond à peu près à la durée nécessaire au réglage d'une zone à une valeur de consigne changée appliquée à cette zone.

8. Dispositif de régulatio n selon la revendi-

cation 7, caractérisé en ce que l'ordre de grandeur de la

durée préfixée est de trois minutes.

9. Dispositif de régulation selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que d'autres signaux de capteur entrent en tant que grandeurs d'entrée dans le signal (R)

généré par le régulateur (1).

10. Dispositif de régulation selon la revendi-

cation 9, caractérisé en ce qu'il tient compte, comme autre signal de capteur, de la température régnant à

l'extérieur du véhicule.

I. Dispositif de régulation selon la revendi-

cation 9, caractérisé en ce qu'il tient compte, comme autres signaux de capteur, d'au moins une température d'un échangeur de chaleur et/ou d'une chambre de mélange

et/ou d'une température de soufflage.

12. Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que des parties (1, 2, 2', 3, 3', 4, 4', 7, 7') du dispositif de

régulation sont rassemblées en un circuit intégré.

13. Dispositif de régulation selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que des parties (1, 2, 2', 3, 3', 4, 4', 7, 7') du dispositif de régulation sont réali- sées sous la forme d'un micro-ordinateur.