FR2813048A1 - HEATING AND AIR CONDITIONING INSTALLATION - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une installation (10) de chauffage et de climatisation pour véhiculeElle inclut un carter (12) de guidage d'air, dans ou sur lequel sont agencés des composants qui comprennent un ventilateur (14), éventuellement des filtres, au moins un échangeur de chaleur, des éléments de commande de flux d'air, des actionneurs (40, 42), et éventuellement des capteurs. Elle inclut aussi une électronique de commande (44) qui peut recevoir des signaux envoyés par une unité de manoeuvre et est connectée par des lignes électriques (46) et/ ou des câbles à fibres optiques à au moins quelques-uns des composants. Selon l'invention, l'électronique de commande est agencée immédiatement au voisinage du carter de guidage d'air, par exemple montée sur un côté extérieur du carter (12) ou intégrée dans une paroi du carter (12) ou montée sur un carter (16) de ventilateur ou de filtre (22) ou de répartition d'air (30). Cette électronique peut en particulier se composer de sous-unités individuelles, agencées à différents emplacements de l'installation.The invention relates to a heating and air-conditioning installation (10) for a vehicle. It includes an air guiding casing (12) in or on which components are arranged which include a fan (14), possibly filters, at least a heat exchanger, air flow control elements, actuators (40, 42), and possibly sensors. It also includes control electronics (44) which can receive signals from an operation unit and are connected by power lines (46) and / or fiber optic cables to at least some of the components. According to the invention, the control electronics are arranged immediately in the vicinity of the air guide housing, for example mounted on an outer side of the housing (12) or integrated into a wall of the housing (12) or mounted on a housing. (16) fan or filter (22) or air distribution (30). This electronics can in particular consist of individual sub-units, arranged at different locations in the installation.
Description
La présente invention concerne une installation de chauffage et deThe present invention relates to an installation for heating and
climatisation pour véhicule à moteur, appelé simplement véhicule dans ce qui suit, qui inclut un carter de guidage d'air, dans lequel ou sur lequel sont agencés des composants de l'installation, dans lequel les composants comprennent un ventilateur, éventuellement des filtres, au moins un échangeur de chaleur, des éléments de commande de flux d'air, des actionneurs et éventuellement des capteurs, et qui incluent en outre une électronique de commande dans laquelle peuvent être entrés des signaux de commande par une unité de manoeuvre et qui est connectée par des lignes électriques et/ou des câbles à fibres optiques à au moins quelques-uns uns des composants de l'installation. Les installations actuelles de climatisation sont commandées ou régulées par un dispositif de commande qui consiste en une unité modulaire à une unité de manoeuvre qui est agencée dans la console médiane ou dans le tableau de bord. Le dispositif de commande et de manoeuvre comporte des éléments de manoeuvre comme des commutateurs, des boutons-poussoirs, des boutons rotatifs etc. au moyen desquels des réglages peuvent être entrés par l'utilisateur, par exemple une température souhaitée, une répartition souhaitée de l'air. Les signaux entrés sont traités électroniquement dans le dispositif de commande et sont envoyés par l'intermédiaire de connexions électriques au dispositif de climatisation qui inclut un carter de guidage d'air dans lequel sont agencés des filtres, un échangeur de chaleur, des éléments de réglage du flux d'air, des actionneurs et éventuellement des capteurs. Les composants électriques du dispositif de climatisation, par exemple des capteurs et des actionneurs comme des moteurs pas à pas pour les éléments de réglage du flux d'air ainsi que le ventilateur, sont connectés électriquement entre eux par l'intermédiaire d'un air conditioning for a motor vehicle, referred to simply as a vehicle in the following, which includes an air guide casing, in which or on which components of the installation are arranged, in which the components include a fan, possibly filters, at least one heat exchanger, air flow control elements, actuators and possibly sensors, and which also include control electronics into which control signals can be entered by an operating unit and which is connected by electrical lines and / or fiber optic cables to at least some of the components of the installation. Current air conditioning systems are controlled or regulated by a control device which consists of a modular unit with an operating unit which is arranged in the center console or in the dashboard. The control and operating device comprises operating elements such as switches, push-buttons, rotary buttons, etc. by means of which settings can be entered by the user, for example a desired temperature, a desired distribution of air. The signals entered are processed electronically in the control device and are sent via electrical connections to the air conditioning device which includes an air guide housing in which filters, a heat exchanger, and adjustment elements are arranged. air flow, actuators and possibly sensors. The electrical components of the air conditioning system, for example sensors and actuators such as stepper motors for the air flow control elements as well as the fan, are electrically connected to each other via a
harnais de câbles.cable harness.
Des facteurs importants pour la structure d'installations de climatisation sont, d'une part, l'espace que l'unité de climatisation occupe dans le véhicule et, d'autre part, les coûts de fabrication des installations de climatisation. On utilise actuellement de plus en plus des actionneurs pour manoeuvrer des volets d'air et de plus en plus des capteurs pour exercer les fonctions les plus diverses, par exemple surveiller de températures comme la température de l'évaporateur pour éviter un givrage de l'évaporateur, surveiller des vitesses d'écoulement de l'air, surveiller la qualité de l'air (particules, éléments polluants, produits odorants), etc. Les actionneurs et les capteurs s'accompagnent en général d'une plus grande quantité de câblage et donc de coûts accrus. L'utilisation accrue de composants électroniques conduit en outre à une complexité de communication très élevée, par exemple par des systèmes de bus, de sorte que les attributions de priorité correspondantes et le travail en temps réel deviennent de plus en plus difficiles et que les Important factors for the structure of air conditioning systems are, on the one hand, the space which the air conditioning unit occupies in the vehicle and, on the other hand, the manufacturing costs of air conditioning systems. Actuators are being used more and more to operate air flaps and more and more sensors to perform a wide variety of functions, for example monitoring temperatures such as the temperature of the evaporator to avoid icing of the evaporator, monitor air flow rates, monitor air quality (particles, pollutants, odorants), etc. Actuators and sensors are generally accompanied by a greater amount of wiring and therefore increased costs. The increased use of electronic components also leads to very high communication complexity, for example by bus systems, so that the corresponding priority assignments and real-time work become increasingly difficult and
risques de défaillances augmentent. risk of failure increases.
C'est le but de la présente invention que de remédier aux inconvénients précédents ou tout au moins It is the aim of the present invention to remedy the above drawbacks or at least
de les réduire.to reduce them.
Ce but est atteint par une installation du type mentionné dans l'introduction dans laquelle l'électronique de commande est agencée immédiatement au voisinage du carter de guidage d'air. Ceci supprime l'unité modulaire habituellement disposée jusqu'ici entre le dispositif de manoeuvre et le dispositif de commande, et l'unité de commande est supportée sur le dispositif de manoeuvre dans le carter de climatisation ou près de celui-ci, c'est-à-dire là o This object is achieved by an installation of the type mentioned in the introduction in which the control electronics are arranged immediately in the vicinity of the air guide housing. This eliminates the modular unit usually arranged so far between the operating device and the control device, and the control unit is supported on the operating device in the air conditioning casing or near it, that is ie where
l'air est conditionné et réglé en température. the air is conditioned and regulated in temperature.
Puisque les dimensions du dispositif de manoeuvre peuvent maintenant être beaucoup plus petites, car il ne sert essentiellement qu'à tenir les éléments de manoeuvre individuels, il est possible de ménager de l'espace pour d'autres composants, par exemple des modules de commande vocale, des lecteurs de CD-ROM, un dispositif de navigation ou des dispositifs similaires. La commande globale des acteurs individuels et des composants électriques de l'installation de climatisation est réalisée par la commande électronique qui est agencée directement sur l'installation de climatisation, c'est-à-dire sur le carter de guidage d'air. Une telle installation de climatisation peut être employée dans divers véhicules car les divers dispositifs de manoeuvre peuvent être connectés de la façon la plus simple à l'installation de climatisation qui contient l'électronique de commande pour les véhicules les plus divers. Si l'électronique de commande est programmable, des installations de climatisation à fonctions diverses peuvent être montées dans des véhicules différents, ces fonctions étant programmables dans l'installation de climatisation par logiciel à l'aide de son électronique de commande. Il est ainsi possible d'atteindre une standardisation considérablement plus élevée et des réductions de coût correspondantes. La configuration de variantes s'effectue essentiellement par logiciel. La structure de diverses installations de climatisation est certes la même, mais leurs Since the dimensions of the operating device can now be much smaller, since it essentially only serves to hold the individual operating elements, it is possible to save space for other components, for example control modules voice, CD-ROM drives, navigation device, or the like. The overall control of the individual players and of the electrical components of the air conditioning installation is carried out by the electronic control which is arranged directly on the air conditioning installation, that is to say on the air guide housing. Such an air conditioning system can be used in various vehicles because the various operating devices can be connected in the simplest way to the air conditioning system which contains the control electronics for the most diverse vehicles. If the control electronics are programmable, air conditioning systems with various functions can be installed in different vehicles, these functions being programmable in the air conditioning system by software using its control electronics. This makes it possible to achieve considerably higher standardization and corresponding cost reductions. Variants are configured mainly by software. The structure of various air conditioning systems is the same, but their
fonctions diffèrent.functions differ.
De plus, des données spécifiques à l'installation qui concernent des capteurs et des actionneurs comme des données de calibrage et des champs caractéristiques peuvent en outre être enregistrées, ce qui améliore considérablement la qualité de In addition, installation-specific data relating to sensors and actuators such as calibration data and characteristic fields can also be recorded, which considerably improves the quality of
régulation de chaque installation.regulation of each installation.
L'électronique de commande peut, de façon économique, soit être montée sur un côté extérieur du carter par des vis ou des pinces ou par collage ou similaire, soit être déjà intégrée dans une paroi du carter lors de la fabrication du carter de l'installation de climatisation, par exemple lors du The control electronics can, economically, either be mounted on an external side of the casing by screws or clamps or by gluing or the like, or be already integrated in a wall of the casing during the manufacture of the casing. air conditioning system, for example when
moulage par injection.injection molding.
L'électronique de commande peut être agencée aux endroits les plus divers, par exemple sur un carter de ventilateur ou un carter de répartiteur d'air, sur un carter de ventilateur, ou un carter de filtre, ou un The control electronics can be arranged in the most diverse locations, for example on a fan casing or an air distributor casing, on a fan casing, or a filter casing, or a
carter de répartition d'air.air distribution housing.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'électronique de commande se compose de sous-unités individuelles, qui peuvent être agencées à des emplacements différents de l'installation. Par exemple, une unité de commande de ventilateur peut être agencée sur un carter de ventilateur et une unité de commande des éléments de réglage de flux d'air peut l'être dans la zone des actionneurs qui sont agencés dans le carter de répartition d'air. Selon un autre exemple, l'unité de commande du ventilateur et une électronique de puissance de ventilateur, à transistors de puissance à refroidir, peuvent constituer des modules séparés qui sont connectés par According to a preferred embodiment of the invention, the control electronics are made up of individual sub-units, which can be arranged at different locations in the installation. For example, a fan control unit can be arranged on a fan casing and a control unit for the air flow control elements can be arranged in the area of the actuators which are arranged in the air distribution casing. air. According to another example, the fan control unit and a fan power electronics, with power transistors to be cooled, can constitute separate modules which are connected by
des lignes électriques.power lines.
Une unité de contrôle de la qualité de l'air peut être agencée sur une bouche d'aspiration d'air ou sur le carter de ventilateur ou sur le volet de sélection An air quality control unit can be arranged on an air intake opening or on the fan casing or on the selection flap.
air frais/air en circulation interne. fresh air / air in internal circulation.
Par ailleurs, une unité de commande de température de l'évaporateur peut être agencée sur le Furthermore, an evaporator temperature control unit can be arranged on the
carter d'installation dans la zone de l'évaporateur. installation housing in the evaporator area.
L'électronique de commande ou les diverses unités de commande peuvent comprendre au moins une carte de circuits imprimés rigide qui peut être fixée sur le carter par des vis, des pinces ou similaires, ou une carte de circuits imprimés flexible qui peut être fixée, d'une manière appropriée, par exemple par collage sur le carter. Une carte de circuits imprimés flexible offre l'avantage de pouvoir s'adapter au contour du carter de l'installation de climatisation, The control electronics or the various control units may comprise at least one rigid printed circuit board which can be fixed to the housing by screws, clamps or the like, or a flexible printed circuit board which can be fixed, d 'an appropriate way, for example by gluing on the housing. A flexible printed circuit board offers the advantage of being able to adapt to the contour of the air conditioning installation housing,
ce qui permet de réduire l'espace occupé. which reduces the space occupied.
Tous les composants électroniques de l'installation de climatisation, y compris ceux de l'électronique de commande comme des sous-unités électroniques de commande et/ou certains actionneurs et/ou capteurs sont avantageusement connectés entre eux par l'intermédiaire de lignes électriques qui peuvent consistent en câbles plats, qui peuvent être par exemple collés sur le carter, ou en pistes conductrices en film mince. Les connexions peuvent aussi consister par exemple en câbles à fibres optiques. Un autre mode de réalisation se compose de conducteurs composites, rigides et flexibles, qui incluent des parties "rigides" pour recevoir les composant électroniques comme une commande, des actionneurs ou de capteurs et des parties "flexibles" consistant en pistes conductrices, ce qui offre l'avantage d'un moindre nombre d'emplacements de contact. Selon une autre possibilité, les lignes consistent en grillages estampés qui sont entourés par injection par la matière plastique du carter, ce qui All the electronic components of the air conditioning installation, including those of the control electronics such as electronic control sub-units and / or certain actuators and / or sensors are advantageously connected to each other via electrical lines which may consist of flat cables, which may for example be glued to the casing, or conductive tracks in thin film. The connections can also consist, for example, of optical fiber cables. Another embodiment consists of composite, rigid and flexible conductors, which include "rigid" parts for receiving the electronic components as a control, actuators or sensors and "flexible" parts consisting of conductive tracks, which provides the advantage of fewer contact locations. According to another possibility, the lines consist of stamped gratings which are surrounded by injection by the plastic material of the casing, which
évite une pose séparée du câblage. avoids separate laying of the wiring.
Selon une méthode avantageuse, les actionneurs et/ou les capteurs sont mis au contact des conducteurs simultanément lors de l'insertion dans le boîtier, de sorte qu'aucune fiche séparée n'est nécessaire, ce qui permet d'économiser d'une part de la matière et d'autre part un temps de montage considérable car les actionneurs et/ou les capteurs individuels ne doivent plus être raccordés séparément au câblage par des connexions à fiches. Selon un autre mode de réalisation, les actionneurs, les capteurs, sont According to an advantageous method, the actuators and / or the sensors are brought into contact with the conductors simultaneously during insertion into the housing, so that no separate plug is necessary, which saves on the one hand of material and on the other hand a considerable assembly time because the actuators and / or the individual sensors no longer have to be connected separately to the wiring by plug connections. According to another embodiment, the actuators, the sensors, are
directement connectés aux pistes conductrices. directly connected to the conductive tracks.
Lorsque l'électronique de commande est divisée en sous-unités individuelles, il est possible de réaliser des modules séparés qui peuvent être montés séparément de façon individuelle et qui peuvent ensuite travailler de la façon souhaitée simplement en étant When the control electronics are divided into individual sub-units, it is possible to make separate modules which can be mounted separately individually and which can then work as desired simply by being
simplement pilotés par des signaux électriques. simply driven by electrical signals.
L'électronique de commande peut par exemple comporter une unité séparée de commande de ventilateur qui est agencée sur le carter de ventilateur ce qui réalise un ventilateur "intelligent" qui n'exige qu'un signal électrique au moyen duquel un débit d'air de consigne est par exemple communiqué. L'unité de commande de ventilateur est connectée ici à une électronique de puissance du ventilateur et éventuellement à des The control electronics may for example include a separate fan control unit which is arranged on the fan casing which achieves an "intelligent" fan which requires only an electrical signal by means of which an air flow of instructions are for example communicated. The fan control unit is connected here to a fan power electronics and possibly to
capteurs de flux d'air, par exemple des anémomètres. air flow sensors, for example anemometers.
Toute l'électronique de ventilateur constitue un circuit fermé sur luimême, de sorte que le ventilateur "intelligent" peut être régulé de façon All the fan electronics form a closed circuit on its own, so that the "intelligent" fan can be regulated in a way
autonome afin de fournir le débit d'air souhaité. self-contained to provide the desired air flow.
On peut de même concevoir une unité de commande de température de l'évaporateur qui commande automatiquement la température de l'évaporateur, par exemple au moyen d'un capteur de température d'évaporateur, d'une vanne d'expansion à commande électronique et/ou d'un condenseur réglable de milieu réfrigérant, d'une manière telle qu'une valeur de consigne prédéterminée de température d'évaporateur It is also possible to design an evaporator temperature control unit which automatically controls the temperature of the evaporator, for example by means of an evaporator temperature sensor, an electronically controlled expansion valve and / or an adjustable condenser of refrigerant medium, in such a way as a predetermined evaporator temperature setpoint
est maintenue constamment réglée.is kept constantly tuned.
Selon une modalité préférée de l'invention, l'électronique de commande et/ou les sous-unités électroniques de commande sont programmables. Il est According to a preferred embodiment of the invention, the control electronics and / or the electronic control sub-units are programmable. It is
en effet concevable d'assembler, à partir de ces sous- indeed conceivable to assemble, from these sub-
unités individuelles "intelligentes", diverses installations de climatisation qui se distinguent chacune par leurs fonctions, ces fonctions pouvant être simplement programmables par un logiciel approprié dans les sous-unités. Ceci permet donc d'atteindre globalement une standardisation individual "intelligent" units, various air conditioning systems, each distinguished by their functions, these functions can be simply programmed by appropriate software in the sub-units. This therefore allows overall standardization
considérable et donc une économie considérable. considerable and therefore a considerable saving.
Les buts, particularités et avantages de la présente invention exposés cidessus, ainsi que d'autres, ressortiront davantage à la lecture de la The aims, features and advantages of the present invention set out above, as well as others, will become more apparent on reading the
description qui suit de modes de réalisation préférés following description of preferred embodiments
de l'invention, en conjonction avec les dessins annexés dans lesquels: La Fig. 1 et la Fig. 2 représentent toutes deux, en vue en perspective, des modes de réalisation d'une installation de climatisation de l'invention; les Fig. 3 et 4 représentent, également en vues en perspective, des possibilités d'agencement de l'électronique de commande et de l'électronique de puissance du ventilateur sur un support de moteur de ventilateur; les Fig. 5 à 7 sont des schémas fonctionnels de commande de l'installation de climatisation de l'invention. Une installation de climatisation 10 de l'invention comporte un carter 12 de guidage d'air dans ou sur lequel sont agencés divers composants de l'installation de climatisation. Les Figures 1 et 2 représentent simplement une vue en perspective d'une telle installation de climatisation, de sorte que des composants montés à l'intérieur du carter de guidage d'air ne sont pas visibles. La structure de l'installation de climatisation est connue en soi. Un ventilateur 14 est agencé dans un carter 16 de of the invention, in conjunction with the accompanying drawings in which: FIG. 1 and FIG. 2 both represent, in perspective view, embodiments of an air conditioning installation of the invention; Figs. 3 and 4 show, also in perspective views, possibilities of arrangement of the control electronics and the fan power electronics on a fan motor support; Figs. 5 to 7 are functional diagrams for controlling the air conditioning installation of the invention. An air conditioning installation 10 of the invention comprises a housing 12 for guiding air in or on which various components of the air conditioning installation are arranged. Figures 1 and 2 simply show a perspective view of such an air conditioning system, so that components mounted inside the air guide housing are not visible. The structure of the air conditioning system is known per se. A fan 14 is arranged in a casing 16 of
ventilateur qui entoure une roue du ventilateur 14. fan surrounding a fan wheel 14.
Une bouche d'admission 18 d'air est agencée en amont du ventilateur sur le côté flux d'air, et un moteur 54 de ventilateur est tenu dans un support 20 de moteur de ventilateur. Le carter 16 de ventilateur est suivi par un carter 22 de filtres dans lequel sont agencés un ou plusieurs filtres de nettoyage de l'air transporté. Le carter 22 de filtre est lui-même suivi par un carter de réglage 24 de la température de l'air dans lequel un évaporateur 26 et un corps chauffant 28 sont agencés pour refroidir et chauffer l'air. Le carter de réglage 24 de température de l'air est suivi par un carter de répartition 30 d'air dans lequel l'air est réparti vers les diverses sorties d'air 32, 34, 36, 38. Les sorties d'air peuvent être fermées au moyen de volets d'air, par exemple des volets du type jalousie. Les volets d'air individuels ainsi que les volets qui sont agencés à l'intérieur du carter de réglage 24 de la température d'air et à l'intérieur du carter de répartition 30 d'air, et sont donc invisibles aux figures, peuvent être manoeuvrés par des actionneurs, par exemple des moteurs pas-à-pas. Seuls deux moteurs pas-à- pas 40 et 42 sont représentés à An air intake mouth 18 is arranged upstream of the fan on the air flow side, and a fan motor 54 is held in a fan motor support 20. The fan casing 16 is followed by a filter casing 22 in which one or more filters for cleaning the transported air are arranged. The filter housing 22 is itself followed by an air temperature adjustment housing 24 in which an evaporator 26 and a heating body 28 are arranged to cool and heat the air. The air temperature adjustment housing 24 is followed by an air distribution housing 30 in which the air is distributed to the various air outlets 32, 34, 36, 38. The air outlets can be closed by means of air shutters, for example shutters of the jealousy type. The individual air flaps and the flaps which are arranged inside the air temperature adjustment casing 24 and inside the air distribution casing 30, and are therefore invisible in the figures, can be operated by actuators, for example stepping motors. Only two stepper motors 40 and 42 are shown in
titre d'exemples aux Fig. 1 et 2.title of examples in Figs. 1 and 2.
L'évaporateur 26 est connecté, d'une manière représentée, dans un circuit de moyen réfrigérant qui se compose d'un compresseur de moyen réfrigérant, d'un condenseur de moyen réfrigérant, d'une vanne d'expansion, et des conduites de milieu réfrigérant The evaporator 26 is connected, in a manner shown, in a refrigerant circuit which consists of a refrigerant compressor, a refrigerant condenser, an expansion valve, and supply lines. cooling medium
qui les connectent.who connect them.
L'installation de climatisation comporte en outre une unité de manoeuvre 80 qui est agencée de manière à être facilement accessible dans le voisinage d'un utilisateur du véhicule de préférence dans le tableau de bord ou dans une console médiane, et qui permet d'entrer les valeurs de consigne souhaitées pour la température et pour la répartition d'air et les débits d'air. L'unité de manoeuvre 80 est connectée par des lignes électriques et/ou par des câbles de fibres optiques à une électronique de commande 44 dans laquelle des signaux de commande provenant de l'unité de manoeuvre 80 peuvent être traités. Les signaux de commande qui viennent de l'unité de manoeuvre 80 sont traités dans l'électronique de commande 84 et les composants correspondants de l'installation de climatisation sont ensuite commandés de façon correspondante, de la manière décrite de façon plus The air conditioning installation further comprises an operating unit 80 which is arranged so as to be easily accessible in the vicinity of a vehicle user, preferably in the dashboard or in a center console, and which allows entry the desired setpoints for temperature and for air distribution and air flows. The operating unit 80 is connected by electrical lines and / or by optical fiber cables to a control electronics 44 in which control signals from the operating unit 80 can be processed. The control signals which come from the operating unit 80 are processed in the control electronics 84 and the corresponding components of the air conditioning system are then controlled correspondingly, as described more fully
détaillée dans ce qui suit.detailed in the following.
Selon la présente invention, l'unité de commande 44 est agencée au voisinage immédiat du carter de guidage 12 d'air. Dans l'exemple de réalisation de la Fig. 1, l'électronique de commande est agencée sur le According to the present invention, the control unit 44 is arranged in the immediate vicinity of the air guide housing 12. In the exemplary embodiment of FIG. 1, the control electronics are arranged on the
côté externe du carter de guidage 12 d'air. outer side of the air guide housing 12.
L'électronique de commande peut par exemple inclure une carte de circuits imprimés rigide qui peut être fixée sur le carter 12 d'une façon appropriée par des The control electronics can for example include a rigid printed circuit board which can be fixed to the casing 12 in an appropriate manner by means of
vis ou des pinces, ou par collage ou similaire. screws or pliers, or by gluing or the like.
L'électronique de commande 44 comprend de préférence une carte de circuits imprimés flexible qui peut s'adapter au contour du carter, comme indiqué à la The control electronics 44 preferably comprises a flexible printed circuit board which can adapt to the contour of the casing, as indicated in the
Fig. 1 et à la Fig. 2.Fig. 1 and in FIG. 2.
En variante, l'électronique de commande 44 pourrait également être agencée dans d'autres zones du carter de guidage 12 d'air de l'installation de climatisation 10, par exemple sur le carter de répartition 30 d'air, le carter 22 de filtre ou le As a variant, the control electronics 44 could also be arranged in other zones of the air guide casing 12 of the air conditioning system 10, for example on the air distribution casing 30, the casing 22 of filter or the
carter 16 de ventilateur.fan housing 16.
Selon une variante de mode de réalisation de l'invention, l'électronique de commande 44 pourrait être moulée par injection dans une paroi de carter au cour d'un processus de moulage de matière plastique According to an alternative embodiment of the invention, the control electronics 44 could be injection molded into a casing wall during a plastic molding process.
lors de la fabrication du carter de guidage 12 d'air. during the manufacture of the air guide housing 12.
Tous les composants électroniques qui sont agencés dans ou sur le carter de guidage 12 d'air sont connectés entre eux par des lignes électriques 46, qui peuvent consister en câbles plats qui peuvent être collés sur le carter 12. En variante, les lignes 46 peuvent également consister en pistes conductrices en film mince, qui peuvent également être collées sur le carter 12. En variante, les lignes 46 peuvent consister en câbles à fibres optiques qui peuvent eux All the electronic components which are arranged in or on the air guide casing 12 are connected together by electrical lines 46, which can consist of flat cables which can be glued to the casing 12. As a variant, the lines 46 can also consist of conductive thin film tracks, which can also be glued to the casing 12. As a variant, the lines 46 can consist of optical fiber cables which can themselves
aussi être collés sur le carter 12. also be glued to the housing 12.
En variante, les lignes peuvent aussi consister en une grille estampée, qui est entourée par la matière plastique du carter 12 et qui est incluse dans les parois du carter lors du processus de fabrication Alternatively, the lines may also consist of a stamped grid, which is surrounded by the plastic material of the casing 12 and which is included in the walls of the casing during the manufacturing process
du carter 12.housing 12.
Tous les actionneurs 40, 42 ainsi que des capteurs éventuels, par exemple un capteur de température de l'évaporateur qui mesure la température de l'air après l'évaporateur, sont configurés ici d'une manière telle qu'ils peuvent que leurs contacts avec les lignes 46 peuvent être établis par insertion simultanée dans le carter 12, de sorte qu'une ouverture d'insertion dans le carter 12 constitue simultanément une fiche pour établir les contacts électriques. Les Fig. 2, 3 et 4 représentent un agencement avantageux de l'électronique de commande 44 dans lequel l'électronique de commande 44 est agencée dans la zone du carter 16 de ventilateur. La Fig. 2 représente un premier agencement dans lequel l'électronique de commande 44 est agencée sur le côté externe du support 20 du moteur de ventilateur. La Fig. 2 représente en outre une électronique de puissance 48 de ventilateur qui comprend des transistors de puissance 50 à refroidir qui doivent donc être agencés de manière à faire saillie dans le courant d'air transporté par le ventilateur 14 pour qu'il les refroidisse. Les Fig. 3 et 4 représentent simplement le support 20 de moteur de ventilateur dans lequel est agencé un moteur 54 de ventilateur. A la Fig. 3, l'électronique de commande 44 est agencée dans un canal secondaire 52 d'aspiration d'air, avec l'électronique de puissance 46 du ventilateur et les transistors de puissance 50 à refroidir. A la Fig. 4, l'électronique de commande 44 et l'électronique de puissance 48 du ventilateur sont agencées séparément l'une de l'autre sur le côté interne du support 20 de All the actuators 40, 42 as well as possible sensors, for example an evaporator temperature sensor which measures the temperature of the air after the evaporator, are configured here in such a way that they can have their contacts with the lines 46 can be established by simultaneous insertion into the casing 12, so that an insertion opening in the casing 12 simultaneously constitutes a plug for establishing the electrical contacts. Figs. 2, 3 and 4 show an advantageous arrangement of the control electronics 44 in which the control electronics 44 is arranged in the region of the fan casing 16. Fig. 2 shows a first arrangement in which the control electronics 44 is arranged on the external side of the support 20 of the fan motor. Fig. 2 also shows fan power electronics 48 which includes power transistors 50 to be cooled which must therefore be arranged so as to project into the air stream transported by the fan 14 so that it cools them. Figs. 3 and 4 simply show the fan motor support 20 in which a fan motor 54 is arranged. In Fig. 3, the control electronics 44 is arranged in a secondary air suction channel 52, with the power electronics 46 of the fan and the power transistors 50 to be cooled. In Fig. 4, the control electronics 44 and the power electronics 48 of the fan are arranged separately from each other on the internal side of the support 20 of
moteur de ventilateur.fan motor.
Dans des modes de réalisation qui ne sont pas représentés de façon plus détaillée, l'électronique de commande 44 consiste en sous-unités individuelles qui peuvent être agencées séparément à différents emplacements du carter de guidage 12 d'air de In embodiments which are not shown in more detail, the control electronics 44 consist of individual sub-units which can be arranged separately at different locations in the air guide housing 12 of
l'installation de climatisation 10.the air conditioning system 10.
Les sous-unités individuelles, dont les fonctions sont expliquées de façon plus détaillée ci-dessous en référence aux Fig. 5 à 7, peuvent inclure une unité de commande du ventilateur, une unité de commande du contrôle de la qualité de l'air, une unité de commande de la température de l'évaporateur ainsi qu'une unité The individual subunits, the functions of which are explained in more detail below with reference to Figs. 5 to 7, may include a fan control unit, an air quality control unit, an evaporator temperature control unit and a unit
de commande de la répartition d'air. air distribution control.
Les Figures 5 à 7 représentent des schémas fonctionnels identiques pour la commande de l'installation de climatisation 10 de l'invention, dans lesquels des éléments qui appartiennent fonctionnellement respectivement à une sous-unité sont imprimés en gras dans chacune des figures. Ces ensembles cohérents sont simplement exposés à titre d'exemples et pourraient inclure d'autres éléments et/ou signaux. Les modes de fonctionnement décrits ci- dessous ne sont eux aussi exposés qu'à titre d'exemples. D'autres fonctions des sous-unités Figures 5 to 7 show identical block diagrams for controlling the air conditioning system 10 of the invention, in which elements which functionally belong respectively to a sub-unit are printed in bold in each of the figures. These coherent sets are simply presented as examples and could include other elements and / or signals. The operating modes described below are also given only by way of examples. Other functions of the subunits
individuelles sont concevables.individual are conceivable.
Par exemple, l'unité de commande de ventilateur de la Fig. 5 comprend, sur le côté de sortie, le ventilateur 14 et un régulateur 14a de ventilateur qui comprend évidemment l'électronique de puissance 48, et sur le côté d'entrée, un capteur 60 de température externe, un capteur 62 de température du milieu réfrigérant, un instrument de mesure 64 de la vitesse du véhicule, un capteur 66 de température de l'habitacle et un capteur solaire 68, ainsi que des zones fonctionnelles correspondantes de l'électronique de commande 44. L'unité de manoeuvre 80 permet de régler la puissance de ventilation, soit manuellement, soit par l'électronique de commande lorsqu'un mode automatique est enclenché. En mode automatique, la commande du ventilateur est déterminée principalement par la différence entre la température de consigne de For example, the fan control unit of FIG. 5 comprises, on the output side, the fan 14 and a fan regulator 14a which obviously includes the power electronics 48, and on the input side, an external temperature sensor 60, a medium temperature sensor 62 refrigerant, an instrument 64 for measuring vehicle speed, a cabin temperature sensor 66 and a solar sensor 68, as well as corresponding functional areas of the control electronics 44. The maneuvering unit 80 makes it possible to adjust the ventilation power, either manually or via the control electronics when an automatic mode is engaged. In automatic mode, fan control is mainly determined by the difference between the setpoint temperature
l'habitacle et la température réelle de l'habitacle. the passenger compartment and the actual passenger compartment temperature.
En cas d'écart important, la puissance du ventilateur est accrue. En revanche, la puissance du ventilateur est réduite lorsque la température de l'eau de refroidissement est par exemple inférieure à 50 C et que l'installation de climatisation fonctionne dans le mode "chauffage", ou lorsque la vitesse du véhicule est accrue. La puissance du ventilateur peut être In case of a large deviation, the fan power is increased. On the other hand, the power of the fan is reduced when the temperature of the cooling water is for example less than 50 ° C. and the air conditioning installation operates in the "heating" mode, or when the vehicle speed is increased. The fan power can be
accrue lorsque le rayonnement solaire augmente. increased as the solar radiation increases.
D'autres écarts par rapport à la régulation "normale" du ventilateur seraient concevables, par exemple lorsqu'une position déterminée de volets est réglée ou lorsque le ventilateur comporte un déport qui dépend Other deviations from the "normal" fan regulation would be conceivable, for example when a determined position of shutters is adjusted or when the fan has an offset which depends
de la température externe.of the external temperature.
La Fig. 6 représente en traits gras les composants correspondants à une unité de contrôle de la qualité de l'air, qui comprend un capteur 60 de température externe, ainsi qu'un capteur 70 multifonctions qui détecte par exemple des éléments polluants comme CO, CO2, NOx, des matières en suspensions dans l'air comme des suies et des poussières, et des matières odorantes et qui inclut sur le côté de sortie la commande d'un actionneur 72 d'un volet air frais/air en circulation interne ainsi qu'un actionneur 76 d'un volet 78 de filtres et des éléments correspondants de l'électronique de commande 74. L'unité de commande du contrôle de la qualité de l'air peut fonctionner indépendamment des entrées du dispositif de manoeuvre 80 dans un mode automatique qui peut être enclenché, d'une manière telle que le dispositif de manoeuvre 80 garantit toujours une qualité optimale de l'air, indépendamment des valeurs de consigne. Dans ce mode, par exemple, la proportion d'air en circulation intérieur peut être modifiée pour des températures externes élevées, afin de pouvoir refroidir l'habitacle plus rapidement et pour un moindre besoin de puissance de refroidissement, sans influencer la qualité de l'air dans l'espace du passager. Lorsque l'air extérieur contient de fortes teneurs en éléments polluants, l'installation est commutée en fonctionnement en circulation d'air interne. Un retour au fonctionnement en air frais peut s'effectuer automatiquement après un laps de temps préprogrammable, en fonction de la température externe. La Fig. 7 représente en traits gras les composants qui peuvent être réunis fonctionnellement pour constituer une unité de commande de température d'évaporateur. Ceux-ci comprennent un capteur 82 de température d'évaporateur, le capteur 60 de température externe, un capteur 84 de pression et de température du milieu réfrigérant, un capteur 86 de tension de batterie, un capteur 88 de vitesse de rotation du moteur, le capteur 62 de température du milieu réfrigérant ainsi que le capteur multifonctions, capteur d'éléments polluants 70. Sur le côté externe, la régulation de température de l'évaporateur comprend le compresseur 90 de milieu réfrigérant, éventuellement une vanne d'expansion thermostatique 92 et une vanne de chauffage non représentée, un aérateur électrique 94 qui entraîne de l'air à travers le condenseur du circuit de milieu réfrigérant, ainsi qu'un actionneur 96 qui manoeuvre un volet 98 de mélange d'air qui est agencé dans le carter 24 de réglage de température de l'air. Lorsque le fonctionnement à refroidissement est enclenché, la régulation de la température de l'évaporateur peut exercer plusieurs fonctions. Pour une teneur en humidité relative de l'air de 0 à 50%, par exemple, le volet de mélange d'air est réglé d'une manière telle que l'installation de climatisation ne fonctionne pas en fonctionnement à réchauffage, ou reheat selon le terme anglo-saxon. Pour une teneur en humidité relative de l'air de 50 à 85%, algorithme, l'installation effectue un léger effet de réchauffement avec régulation d'uniformisation de la température de l'évaporateur entre 0 et 12 C par exemple, et elle effectue un effet de réchauffement complet pour une humidité relative de 85 à 100%. La température de l'évaporateur est réglée à une valeur minimale. Les unités fonctionnelles qui appartiennent à la régulation de température de l'évaporateur permettent d'assurer une surveillance de l'état de remplissage du milieu réfrigérant, parce que l'état du milieu réfrigérant peut être déterminé par calcul à partir de la pression et de la température du milieu réfrigérant déterminées par le capteur 84 en aval du compresseur, au moyen d'une courbe 44 enregistrée dans5 l'électronique de commande, de sorte que le fonctionnement à refroidissement peut être abandonné Fig. 6 shows in bold lines the components corresponding to an air quality control unit, which includes an external temperature sensor 60, as well as a multifunction sensor 70 which detects, for example, pollutants such as CO, CO2, NOx , suspended matter in the air such as soot and dust, and odorous matter and which includes on the outlet side the control of an actuator 72 of a fresh air / air flap in internal circulation as well as a actuator 76 of a shutter 78 of filters and corresponding elements of the control electronics 74. The air quality control control unit can operate independently of the inputs of the operating device 80 in an automatic mode which can be engaged in such a way that the operating device 80 always guarantees optimum air quality, regardless of the set values. In this mode, for example, the proportion of air circulating inside can be changed for high external temperatures, in order to be able to cool the passenger compartment more quickly and for a less need of cooling power, without influencing the quality of the air in the passenger space. When the outside air contains high levels of pollutants, the installation is switched to operation with internal air circulation. A return to fresh air operation can take place automatically after a preprogrammable period of time, depending on the external temperature. Fig. 7 shows in bold lines the components which can be joined functionally to constitute an evaporator temperature control unit. These include an evaporator temperature sensor 82, the external temperature sensor 60, a pressure and coolant temperature sensor 84, a battery voltage sensor 86, a motor rotation speed sensor 88, the refrigerating medium temperature sensor 62 as well as the multifunctional sensor, pollutant element sensor 70. On the external side, the evaporator temperature regulation includes the refrigerating medium compressor 90, possibly a thermostatic expansion valve 92 and a heating valve not shown, an electric aerator 94 which drives air through the condenser of the refrigerant medium circuit, as well as an actuator 96 which operates a flap 98 of air mixture which is arranged in the casing 24 air temperature adjustment. When cooling operation is activated, the temperature control of the evaporator can perform several functions. For a relative humidity content of the air from 0 to 50%, for example, the air mixing flap is adjusted in such a way that the air conditioning system does not operate in reheat operation, or reheat according to the Anglo-Saxon term. For a relative humidity content of the air of 50 to 85%, algorithm, the installation performs a slight heating effect with regulation of uniformization of the temperature of the evaporator between 0 and 12 C for example, and it performs a complete warming effect for a relative humidity of 85 to 100%. The evaporator temperature is set to a minimum value. The functional units which belong to the evaporator temperature control make it possible to monitor the filling state of the refrigerating medium, because the state of the refrigerating medium can be determined by calculation from the pressure and the temperature of the cooling medium determined by the sensor 84 downstream of the compressor, by means of a curve 44 recorded in the control electronics, so that the cooling operation can be abandoned
lorsque l'état de remplissage est insuffisant afin de protéger l'installation de climatisation. when the filling state is insufficient to protect the air conditioning system.
LÉGENDES DES FIGURESFIGURE LEGENDS
Fig. 5 à 7 Partie centrale et bus 44 = électronique de commande Eingangsignale = signaux d'entrée Ausgangsignale = signaux de sortie Subbus = sous-bus Klimabus = bus de climatisation Première colonne 82 = capteur de température d'évaporateur = capteur de température externe 84 = indicateur de pression et de température du milieu réfrigérant 86 = tension de batterie 88 = indicateur de vitesse de rotation du moteur 62 = capteur de température de milieu réfrigérant 64 = vitesse du véhicule 66 = capteur de température d'air interne 68 = capteur solaire 70 = capteur multifonctions (CO, NOx) capteur de point de rosée deuxième colonne module de détection de signaux et de commande dispositif de commande du moteur Instrument de combinaison dispositif de commande troisième colonne capteur de température d'air interne avant dernière colonne module de détection de signaux et de commande dispositif de commande 14a = régulateur de ventilateur Dernière colonne: = Compresseur de milieu réfrigérant Pompe de circulation d'eau chaude Chauffage de lunette arrière 94 = aérateur électrique moteur/clim 14 = ventilateur de climatisation 74 = volet d'air frais/air en circulation 78 = volet de filtre de charbons actifs 98 = volet de mélange d'air volet de dégivrage Fig. 5 to 7 Central part and bus 44 = control electronics Eingangsignale = input signals Ausgangsignale = output signals Subbus = Klimabus sub-bus = air conditioning bus First column 82 = evaporator temperature sensor = external temperature sensor 84 = coolant pressure and temperature indicator 86 = battery voltage 88 = engine speed indicator 62 = coolant temperature sensor 64 = vehicle speed 66 = internal air temperature sensor 68 = solar sensor 70 = multifunction sensor (CO, NOx) dew point sensor second column signal detection and control module engine control device Combination instrument control device third column internal air temperature sensor before last column detection module signals and control device 14a = fan regulator Last column: = Millet compressor refrigerant part Hot water circulation pump Rear window heating 94 = electric air / motor ventilator 14 = air conditioning fan 74 = fresh air / circulating air flap 78 = active carbon filter flap 98 = mixing flap d air defrost flap
volet d'espace des pieds volet d'aération. foot space flap ventilation flap.
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