FR2801843A1

FR2801843A1 - Climatiseur pour vehicules

Info

Publication number: FR2801843A1
Application number: FR0013729A
Authority: FR
Inventors: Takenori Sakamoto; Shiro Funatsu
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2001-06-08
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: DE10050563C2; FR2801843B1; JP2001163037A; DE10050563A1

Abstract

L'invention concerne un climatiseur (15) pour véhicule.Le climatiseur comprend un conduit principal (2) dans lequel sont ménagés un ventilateur (3), un évaporateur (4), un registre de mélange d'air (6) et un réchauffeur (5). Le climatiseur comprend également un conduit d'arrivée d'air extérieur (25), un conduit d'arrivée d'air de l'espace moteur (24) et un conduit d'arrivée d'air intérieur (7), tous trois reliés à l'entrée du conduit principal (2). Un premier registre commutable (8) sélectionne un conduit, parmi le conduit (7) et le conduit (25) ou le conduit (24), pour le mettre en communication avec le conduit principal (2). Un deuxième registre commutable (26) sélectionne un conduit, parmi le conduit (25) et le conduit (24) pour le mettre en communication avec le conduit principal (2). En mode de chauffage maximum, si le système détecte que le ralenti du véhicule dure depuis un temps prédéterminé, le deuxième registre (26) est déplacé dans une position où le conduit (24) est communique avec le conduit (2).

Description

CLIMATISEUR POUR VEHICULES DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un climatiseur pour vehicules capable d'améliorer les performances de la climatisation. Plus précisément, la présente invention concerne un climatiseur pour véhicules capable de réduire la charge calorifique du climatiseur de façon améliorer les performances de chauffage.

ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE Une structure conventionnelle de conduit d'un climatiseur pour véhicule est généralement conforme à la structure l' représentée sur la figure 1. Sur cette figure, un ventilateur 3, un évaporateur 4 et un réchauffeur 5 sont ménagés dans cet ordre dans un conduit principal 2. L'évaporateur 4 est relié à un circuit réfrigérant (non représenté sur la figure) et refroidit l'air soufflé par le ventilateur 3. Le réchauffeur 5 est alimenté en eau de refroidissement du moteur, c'est-à-dire en eau chaude qui a été réchauffée par le moteur par l'intermédiaire d'un circuit de fluide (non représenté sur la figure). Le réchauffeur 5 chauffe l'air soufflé dans le conduit principal 2 par le ventilateur 3. L'air soufflé par le ventilateur 3 est tout d'abord refroidi par l'évaporateur 4, puis réchauffé par le réchauffeur 5. De ce fait, la température de l'air soufflé à la sortie du conduit principal 2 dans l'intérieur du véhicule est réglé en température. Immédiatement en amont du réchauffeur 5 se trouve un registre de mélange d'air 6 constitué par une trappe coulissante, dont le degré d'ouverture règle la température de l'air soufflé à la sortie du conduit principal 2 dans l'intérieur du véhicule. De ce fait, de l'air climatisé en température est soufflé à la sortie du conduit principal 2 dans l'intérieur du véhicule. Quand le climatiseur fonctionne en mode de chauffage maximum (HOTMAX), le registre de mélange d'air 6 est réglé de façon à être complètement ouvert.

En amont du conduit principal 2, un conduit d'arrivée d'air intérieur 7 et un conduit d'arrivée d'air extérieur 10 sont tous deux reliés à l'entrée du conduit principal 2. Au niveau du point de convergence des deux conduits se trouve un registre commutable 8 qui détermine quel conduit doit être mis en communication avec le conduit principal 2, ou commande les quantités relatives d'air prélevées à partir des deux conduits. En mode de chauffage maximum, le registre commutable 8 est réglé pour sélectionner le conduit d'arrivée d'air extérieur 10 parce que sinon, le pare-brise recueillerait de l'humidité.

A l'heure actuelle, les constructeurs developpent activement des véhicules faible dégagement de chaleur ou des véhicules faible consommation de carburant du point de vue de la protection de l'environnement. La figure 2 représente les évolutions de plusieurs températures caractéristiques d'un tel véhicule à faible dégagement de chaleur pendant 70 minutes environ après la mise en marche du moteur. Les conditions sont les suivantes : la température de l'air ambiant est de -20 C et le climatiseur fonctionne en mode de chauffage maximum. Sur la figure 2, on peut constater que la température de l'air de l'espace moteur augmente jusqu'à -15 C tout au plus. Ceci est dû au fait que la chaleur dégagée par le moteur est constamment absorbée par l'air froid ambiant puisque le véhicule roule et qu'il est en contact avec le flux d'air froid ambiant. En raison de la basse température de l'air de l'espace moteur, la température de l'air aspiré au niveau du radiateur augmente également peu, ce qui maintient une valeur presque égale à la température de l'air ambiant. De plus, puisque la température de l'air aspiré du radiateur n'augmente pas beaucoup, la température de l'air aspiré du réchauffeur 5 (voir figure 1) augmente tout au plus jusqu'à -14 C environ. De ce fait, la charge calorifique est trop importante pour que le réchauffeur puisse chauffer suffisamment, ce qui entraîne de médiocres performances de chauffage du climatiseur.

Par conséquent, un climatiseur conventionnel ne peut satisfaire une exigence de performances de chauffage d'un véhicule faible consommation de carburant en condition atmosphérique froide.

Pourtant, il existe certaines pistes pour résoudre le problème. La figure 3 représente des évolutions de certaines températures caractéristiques, identiques à celles représentées sur la figure 2, pour les conditions suivantes: le véhicule reste au ralenti après le démarrage du moteur. En comparant la figure 2 et la figure 3, on peut facilement constater que chaque valeur de température augmente de façon significative sur la figure 3. En particulier, l'évolution de la température de l'air de l'espace moteur est très abrupte et elle augmente très rapidement. Cela veut dire que quand un véhicule passe au ralenti, la chaleur dégagée par le moteur ne peut pas être aussitôt absorbée par l'air ambiant mais s'accumule dans l'air de l'espace moteur, ce qui entraîne une apparition d'une sorte de source de chaleur temporaire. Jusqu'a présent, on n'a jamais prêté attention cette chaleur accumulée dans l'air de l'espace moteur quand le véhicule passe au ralenti. RESUME DE L'INVENTION but de la présente invention est d'utiliser la chaleur susmentionnée qui s'est accumulée temporairement dans l'air de l'espace moteur quand le véhicule passe au ralenti, pour chauffer l'intérieur du véhicule. A nouveau en référence à la figure 3, on constate que 1 minute à peine après le démarrage du moteur, la température de l'air de l'espace moteur augmente de -20 C à -10 C. Naturellement, une énergie calorifique similaire s'accumulera également dans l'air de l'espace moteur dans d'autres états de ralenti survenant en dehors du démarrage du moteur. Le climatiseur selon la présente invention introduit l'air de l'espace moteur chauffé par le moteur pendant l'état de ralenti dans l'intérieur du véhicule, au lieu de l'air extérieur quand le climatiseur fonctionne en mode de chauffage maximum. Dans ce but, il est prévu un conduit d'arrivée d'air de l'espace moteur, lequel conduit est relié à l'entrée du conduit principal, en plus du conduit d'arrivée d'air intérieur. Ou alors, le conduit d'arrivée d'air de l'espace moteur est ménagé et relié à l'entrée du conduit principal, en plus du conduit d'arrivée d'air extérieur et du conduit d'arrivée d'air intérieur. Le climatiseur selon la présente invention commande un registre commutable qui régule la communication entre le conduit d'arrivée d'air de l'espace moteur et le conduit principal lorsqu'on est en mode de chauffage maximum et au ralenti.

D'autres buts, caractéristiques et avantages de cette invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après des modes de réalisation préférés, faite en référence aux dessins.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 représente une structure de conduit d'un climatiseur pour véhicule d'après les techniques conventionnelles.

La figure 2 est un graphique illustrant les évolutions de la température de l'air de l'espace moteur, de la température de l'air aspiré du réchauffeur, de la température de l'air aspiré du radiateur et de la température de l'air ambiant d'un véhicule à faible consommation de carburant, pendant 70 minutes de fonctionnement à une vitesse 40 km/h après le démarrage du moteur.

La figure 3 est un graphique illustrant les évolutions la temperature de l'air de l'espace moteur, de la température de l'air aspiré du réchauffeur, de la température de l'air aspiré du radiateur et la temperature de l'air ambiant d'un véhicule à faible consommation de carburant, pendant 70 minutes de fonctionnement au ralenti apres le démarrage du moteur.

La figure 4 représente la structure de conduit d'un climatiseur d'apres un premier mode de réalisation de la présente invention.

La figure 5 représente la structure de conduit d'un climatiseur d'apres un deuxième mode de réalisation de la présente invention dans un état de ralenti d'un véhicule.

La figure 6 représente la structure de conduit d'un climatiseur d'après le deuxième mode de réalisation de la présente invention un état d'accélération d'un véhicule.

La figure 7 représente une structure partielle de conduit climatiseur d'après une variante du deuxième mode de réalisation de la présente invention.

La figure 8 représente un organigramme donnant un exemple de commande du climatiseur du deuxième mode de réalisation de la présente invention.

DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION PREFERES La figure 4 représente un climatiseur 1 pour véhicule selon un premier mode de réalisation de la présente invention. En comparant la figure 4 et la figure 1, on peut constater que, sur la figure 4, le conduit qui introduit de l'air de l'extérieur est remplacé par un conduit qui introduit l'air venant de l'espace moteur. Lorsqu'on se trouve en mode de chauffage maximum du climatiseur et que, simultanément, le système estime qu'un état de ralenti a duré un certain temps, le registre de mélange d'air 6 est complètement ouvert et le registre commutable 8 est reglé de façon à fermer le conduit d'arrivée d'air intérieur 7 et à mettre le conduit d'arrivée d'air de l'espace moteur 9 en communication avec l'entrée du conduit principal 2. De ce fait, l'air chaud accumulé dans l'espace moteur est utilisé pour faciliter le chauffage de l'intérieur du vehicule. Un filtre à air 13 peut être ménagé dans le conduit d'arrivee d'air de l'espace moteur 9 afin de filtrer poussières et résidus d'huile contenus dans l'air aspiré de l'espace moteur.

figure 5 représente un climatiseur 15 pour vehicule selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention. En comparant la figure et la figure 1, on peut constater qu'un conduit d'arrivée d'air de l'espace moteur 24 a été ménagé en plus du conduit d'arrivée d'air extérieur 25. Un deuxième registre commutable 26 est ménagé de façon à sélectionner, parmi le conduit d'arrivée d'air extérieur et le conduit d'arrivee d'air de l'espace moteur 24, celui qui doit être mis en communication avec le conduit principal 2. Lorsqu'on se trouve en mode chauffage maximum du climatiseur et que, simultanément, le système estime qu'un état de ralenti a duré un certain temps, le registre de mélange d'air 6 est complètement ouvert, et le registre commutable 8 est réglé de façon à fermer le conduit d'arrivée d'air interieur 7 et le deuxième registre commutable 26 est réglé de façon à mettre le conduit d'arrivee d'air de l'espace moteur 9 en communication avec l'entrée du conduit principal 2. Cependant, quand le véhicule repasse dans un état d'accéleration, puisque la température de l'air de l'espace moteur diminue même en mode de chauffage maximum, le deuxième registre 26 est commandé de façon à fermer le conduit d'arrivée de l'espace moteur 24 et à ouvrir à la place le conduit d'arrivée extérieur 25, comme représenté sur la figure 6. De cette façon, chauffé dans l'espace moteur n'est utilisé que dans un état de ralenti qui a duré pendant un temps prédéterminé, afin de faciliter chauffage de l'intérieur du véhicule.

figure 7 représente une variante du deuxième mode de réalisation de la présente invention. En référence ' la figure 7, le deuxieme registre commutable 26' comprend une trappe coulissante.

figure 8 représente un organigramme des étapes permettant de commander le deuxième registre commutable 26 du deuxième mode de réalisation de la présente invention. Ci-après, utilisera par commodité le terme "point d'attention" pour désigner un point de l'organigramme sur lequel on attirera l'attention, tel curseur sur un écran d'ordinateur. Le point d'attention reste à l'étape S 1 jusqu'à ce que le moteur démarre. Si le moteur est estimé avoir été mis en marche ou s'est prolongé pendant un temps supérieur à un temps prédéterminé T sec. Le temps T est, par exemple, compris entre 10 et 20 secondes. S'il estime que l'état de ralenti pas duré un temps supérieur à T sec, le point d'attention passe à l'étape S3. A l'étape S3, le système évalue si le moteur est arrêté ou non. moteur est arrêté, le point d'attention revient à l'étapeS l. Si le moteur n'est pas arrêté, le point d'attention revient à l'étape S2. Tant système n'a pas évalué qu'un état de ralenti a duré un temps supérieur à T sec, le point d'attention continue indéfiniment à faire des boucles entre l'étape S2 et l'étape S3.

Quand le système estime à l'étape S2 que l'état de ralenti a duré un temps supérieur à T le point d'attention passe à l'étape S4. A l'étape S4, le système évalue si le climatiseur est ou non en mode de chauffage maximum. Si climatiseur est estimé être en mode de chauffage maximum à l'étape le point d'attention passe à l'étape S5, où le deuxième registre commutable 26 est commandé de façon à fermer le conduit d'arrivée extérieur 25 et à ouvrir le conduit d'arrivée d'air de l'espace moteur 24. L'état du climatiseur à cet instant est représenté sur la figure Dans cet état, l'air chauffé dans l'espace moteur peut être introduit dans l'intérieur du véhicule par l'intermédiaire du conduit d'arrivée d'air de l'espace moteur 24 et du conduit principal 2. après l'activation du deuxième registre commutable 26, le point d'attention passe à l'étape S6. A l'étape S6, le système évalue si l'état ralenti a pris fin ou non. Tant que l'état de ralenti se poursuit, le point d'attention continue à circuler selon une boucle S6-S3-S2-S4-S5 periode pendant laquelle l'air chauffé dans l'espace moteur est utilise efficacement de façon à faciliter le chauffage du climatiseur. Si le système evalue à l'étape S6 que l'état de ralenti a pris fin, c'est-à-dire que véhicule est repassé dans un état d'accélération, le point d'attention passe à l'étape S7. A l'étape S7, le deuxième registre commutable 26 est commandé de façon à se déplacer jusqu'à une position opposée laquelle le conduit d'arrivée d'air de l'espace moteur 24 est fermé et le conduit d'arrivée d'air extérieur 25 est à nouveau ouvert. C'est-à-dire qu'une fois que l'état du véhicule revient à un état d'accélération, la température de l'air de l'espace moteur se refroidit à nouveau. Ainsi, cet état, le climatiseur veille à ne pas introduire l'air de l'espace moteur dans l'intérieur du véhicule pour assurer le chauffage. A la du déplacement du deuxième registre commutable 26, le point d'attention revient à nouveau de l'étape S7 à l'étape S3, où le système évalue l'état du moteur. A ce stade, si le système estime que le moteur est actif, le point d'attention passe de l'étape S3 à l'étape S2 et répète à nouveau la commande expliquée ci- avant. Si le climatiseur n'est pas en mode de chauffage maximum, le point d'attention peut sauter de l'étape S4 à l'étape S7. C'est le cas lorsque le climatiseur est dans un mode à deux niveaux (mode de reglage de température intermédiaire) ou dans un mode de refroidissement. Dans ces cas, il est plus efficace, surtout mode de rafraîchissement, d'introduire l'air extérieur qui est plus froid que l'air l'espace moteur.

De cette façon, le climatiseur de la présente invention commande l'introduction de l'air de l'espace moteur dans le conduit principal 2 afin contribuer aux performances de chauffage du climatiseur ' l'état de ralenti du véhicule a duré pendant un certain temps minimum et si, simultanément, le mode de climatisation a été un mode de chauffage maximum.

Puisque le climatiseur de la présente invention introduit et utilise l'air chauffé dans l'espace moteur pour chauffer l'intérieur véhicule de façon temporaire et efficace, il est possible de réduire charge calorifique que le climatiseur doit développer et d'améliorer les performances de chauffage générales du climatiseur.

Bien que la présente invention ait été décrite en detail en référence à des modes de réalisation préférés, l'invention se limite pas à ceux-ci. Les hommes de métier admettront que des variantes et des modifications peuvent y être apportées tout en restant le cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Climatiseur (15) pour véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit principal (2) dans lequel un ventilateur (3), un evaporateur (4), un registre de mélange d'air (6) et un réchauffeur (5) sont ménagés dans cet ordre, un conduit d'arrivée d'air intérieur (7) relié à l'entrée dudit conduit principal (2), un conduit d'arrivee d'air de l'espace moteur (24) également relié à ladite entrée dudit conduit principal (2), un conduit d'arrivée d'air extérieur (25) également relié à l'entrée dudit conduit principal (2), un premier registre commutable (8) un deuxième registre commutable (26), ledit conduit d'arrivee d'air de l'espace moteur (24) étant en communication avec l'espace moteur de vehicule.

2. Climatiseur pour véhicule selon la revendication 1, caractérisé outre en ce que ledit premier registre commutable (8) bascule de façon à sélectionner un conduit entre ledit conduit d'arrivée d'air intérieur (7) et un conduit parmi ledit conduit d'arrivée d'air extérieur (25) ou ledit conduit d'arrivée d'air de l'espace moteur (24), pour le faire communiquer avec ledit conduit principal (2).

3. Climatiseur pour véhicule selon la revendication 1, caractérisé outre en ce que ledit deuxième registre commutable (26) bascule de façon à sélectionner un conduit entre ledit conduit d'arrivée d'air extérieur (25) et ledit conduit d'arrivée d'air de l'espace moteur (24) pour le faire communiquer avec ledit conduit principal (2).

4. Climatiseur pour véhicule selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en outre en ce que ledit deuxième registre commutable (26) commandé de façon à mettre ledit conduit d'arrivée d'air l'espace moteur (24) en communication avec ledit conduit principal (2) quand le système évalue qu'un état de ralenti du véhicule a duré un certain temps prédéterminé et que, simultanément, le climatiseur fonctionne en mode de chauffage maximum.

5. Climatiseur pour véhicule selon la revendication 4, caractérisé outre en ce que ledit deuxième registre commutable (26) est commandé de façon à fermer le conduit d'arrivée d'air l'espace moteur (24) et à mettre ledit conduit d'arrivée d'air extérieur (25) en communication avec ledit conduit principal (2) quand le systeme évalue que le véhicule est passé dans un état d'accélération.

6. Climatiseur pour véhicule selon la revendication caractérisé en outre en ce que ledit deuxième registre commutable (26) est commandé de façon à fermer ledit conduit d'arrivée de l'espace moteur (24) et à mettre ledit conduit d'arrivée d'air exterieur (25) en communication avec ledit conduit principal (2) quand le système évalue que mode de fonctionnement du climatiseur n'est en mode de chauffage maximum. Climatiseur pour véhicule selon la revendication , caractérisé en outre en ce qu'un filtre à air (13) destiné à éliminer des poussières et résidus d'huile est ménagé dans ledit conduit d'arrivée de l'espace moteur (24). Climatiseur pour véhicule selon la revendication caractérisé en outre en ce que ledit deuxième registre commutable (26) comprend une trappe coulissante.