FR2975509A1 - Procede et systeme correspondant de commande de la temperature d'un siege d'un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Procédé et système correspondant de commande de la température d'un siège (2) d'un véhicule automobile équipé de moyens de modification de température (5), comprenant les étapes suivantes : a) activation desdits moyens de modification de température (5) à une première puissance de fonctionnement jusqu'à atteindre un premier seuil de température, la première puissance de fonctionnement étant maximale, b) régulation de la température du siège pour atteindre un deuxième seuil de température (T2) au moyen d'un système de régulation en boucle fermée (3) contrôlant les moyens de modification de température, c) activation desdits moyens de modification de température à une deuxième puissance de fonctionnement (Pmin), la deuxième puissance de fonctionnement étant fixe et inférieure à la première puissance de fonctionnement.

Description

B11-1180FR 1 Procédé et système correspondant de commande de la température d'un siège d'un véhicule automobile

L'invention concerne les sièges chauffants ou refroidissants de véhicule automobile. Les sièges de véhicules automobiles sont généralement équipés de dispositifs de chauffage ou de climatisation. De manière classique, afin de chauffer un siège, des nappes chauffantes sont disposées dans l'assise et le dossier du siège afin d'apporter de la chaleur au passager assis sur le siège. On peut également disposer un dispositif refroidissant, par exemple par climatisation, dans les sièges des véhicules automobiles. Afin de contrôler des dispositifs de chauffage, on peut utiliser des bilames se déformant sous l'action de la chaleur. Ces dispositifs comprennent deux lames qui en se déformant agissent comme un interrupteur. Lorsque le dispositif de chauffage est en fonctionnement, ce dernier est utilisé à sa puissance maximale, lorsque le bilame atteint son seuil de température, le dispositif de chauffage cesse de fonctionner. L'alternance de phases de fonctionnement et de phases d'arrêt a pour inconvénient d'être inconfortable pour les passagers qui peuvent être sensibles à la chaleur apportée par un siège chauffant (ou par le froid apporté par un système de climatisation).

On pourra se référer au document FR 2 891 216 qui décrit une commande de siège chauffant ou refroidissant. Ce document décrit l'utilisation d'un système de ventilation pour chauffer ou refroidir le siège, et propose de mesurer la température au niveau du siège afin de réguler la température autour d'une valeur de consigne. Néanmoins, cette régulation en température a pour inconvénient de comprendre des phases d'arrêt du fonctionnement du système apportant de l'air chaud ou froid, ces phases durant jusqu'à plusieurs minutes, ce qui peut être inconfortable pour un passager. Par ailleurs, la température de consigne peut être mal choisie et être inconfortable. On pourra également se référer au document EP 1 950 084, qui décrit un procédé de contrôle de la température d'un siège dans lequel la température de consigne est calculée en fonction des désirs du passager. La régulation de la température autour de la température de consigne a également pour inconvénient de comprendre des phases d'arrêt de fonctionnement du système chauffant ou refroidissant. Enfin, on pourra se référer à la demande de brevet européen EP 1 060 943 qui décrit également un module de calcul de la température de consigne. Les sièges décrits dans ces documents ont également pour inconvénient de cesser de fonctionner pendant des phases suffisamment longues pour être perceptibles par les passagers. L'invention a pour but d'améliorer le confort des passagers du siège. Selon un aspect, il est proposé un procédé de commande de la température d'un siège d'un véhicule automobile équipé de moyens de modification de température, comprenant les étapes suivantes : a) activation desdits moyens de modification de température à une première puissance de fonctionnement jusqu'à atteindre un premier seuil de température, la première puissance de fonctionnement étant maximale, b) régulation de la température du siège pour atteindre un deuxième seuil de température au moyen d'un système de régulation en boucle fermée contrôlant les moyens de modification de température, c) activation desdits moyens de modification de température à une deuxième puissance de fonctionnement, la deuxième puissance de fonctionnement étant fixe et inférieure à la première puissance de fonctionnement.

Les moyens de modification de température peuvent être un dispositif chauffant ou refroidissant, par exemple une nappe chauffante ou un système de climatisation. Le procédé s'applique donc aux sièges chauffants et/ou aux sièges refroidissants. Ces moyens de modification de température agissent sur la température des éléments constitutifs du siège, à savoir l'assise et le dossier. L'étape d'activation des moyens de modification de température à une puissance maximale permet d'atteindre rapidement une température élevée ou très faible, selon le type de siège. Cette phase pouvant être inconfortable, l'utilisation d'une puissance maximale permet d'en réduire la durée. A titre d'exemple, un siège chauffant peut, au cours de cette phase, atteindre un premier seuil de température de l'ordre de 35°C, après une durée de l'ordre de la dizaine de minutes. L'étape de régulation de la température du siège pour atteindre un deuxième seuil permet de régler progressivement la puissance des moyens de modification de température en fonction de la différence entre une température de consigne, la deuxième température de seuil, et la température du siège. A titre d'exemple, un siège chauffant peut utiliser un système de régulation en boucle fermée pour amener la température au voisinage de 37°C. Cette température peut être définie au moyen de phases de calibration préalables. Enfin, l'étape d'activation des moyens de modification de température à une deuxième puissance de fonctionnement permet d'appliquer de manière continue une puissance, par exemple une puissance faible. I1 y a ainsi un transfert de chaleur constant du siège vers le passager, sans phases d'arrêt des moyens de modification de température. Un apport de chaleur constant est plus confortable pour l'utilisateur. Avantageusement, l'étape c) est mise en oeuvre quand le système de régulation en boucle fermée contrôle les moyens de modification de température à une puissance de fonctionnement inférieure à ladite deuxième puissance de fonctionnement.

La deuxième puissance de fonctionnement est ainsi une puissance de fonctionnement minimale. Une fois cette puissance atteinte lors de l'étape de régulation en température, c'est cette puissance qui est appliquée de manière continue.

Par ailleurs, si l'étape d'activation des moyens de modification de température à la deuxième puissance de fonctionnement est mise en oeuvre, et que le passager quitte le siège, l'étape de régulation en température peut être mise en oeuvre.

Les moyens de modification de température du siège peuvent être commandés par un signal à modulation de largeur d'impulsion. Ce signal à modulation de largeur d'impulsion (« Pulse Width Modulation : PWM » en langue anglaise) peut avantageusement avoir une période de l'ordre de la dizaine de seconde, les arrêts de fonctionnement des moyens de modification de température sont alors imperceptibles pour un usager. On notera qu'un fonctionnement à une puissance maximale correspond à un rapport cyclique de l'ordre de 100% pour le signal à modulation de largeur d'impulsion. Le rapport cyclique correspondant à la deuxième puissance de fonctionnement, par exemple la puissance minimale, peut être par exemple de l'ordre de 20%. La régulation en température pour atteindre le deuxième seuil de température peut donc comprendre le calcul par le système de régulation en boucle fermée d'un rapport cyclique pour le signal à modulation de largeur d'impulsion. Selon un mode de mise en oeuvre, les moyens de modification de température du siège sont aptes à chauffer le siège. Selon un autre mode de mise en oeuvre, les moyens de modification de température du siège sont aptes à refroidir le siège.

Avantageusement, on mesure la température du siège au voisinage de son assise et/ou au voisinage de son dossier. Ces zones correspondent à des zones de forte interaction entre le passager et le siège. Selon un autre aspect, il est proposé un système de commande de la température d'un siège d'un véhicule automobile équipé de moyens de modification de température, comprenant un module d'activation desdits moyens de modification de température à une première puissance de fonctionnement pour atteindre un premier seuil de température, la première puissance de fonctionnement étant maximale, un système de régulation en boucle fermée contrôlant les moyens de modification de température apte à réguler la température du siège pour atteindre un deuxième seuil de température, un module d'activation desdits moyens de modification de température à une deuxième puissance de fonctionnement, la deuxième puissance de fonctionnement étant fixe et inférieure à la première puissance de fonctionnement. Le module d'activation des moyens de modification de température à la deuxième puissance de fonctionnement peut comprendre des moyens de comparaison de la sortie du système de régulation en boucle fermée et de la deuxième puissance de fonctionnement. Les moyens de modification de température peuvent être commandés par un signal à modulation de largeur d'impulsion.

Les moyens de modification de température peuvent comprendre une nappe chauffante. Les moyens de modification de température peuvent comprendre un module de climatisation apte à refroidir le siège. Le système peut comprendre un capteur de température disposé au voisinage de l'assise du siège et/ou un capteur de température disposé au voisinage du dossier du siège. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'étude de la description détaillée de modes de mise en oeuvre et de réalisation, pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 décrit schématiquement les étapes d'un mode de mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention, - la figure 2 décrit schématiquement un système de commande selon un mode de réalisation de l'invention. - la figure 3 illustre l'évolution de la température d'un siège équipé d'un système de commande selon un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, on a représenté les différentes étapes d'un procédé selon l'invention.

Une première étape E00 correspond à la mise en fonctionnement d'un système de commande de la température d'un siège d'un véhicule automobile. Cette mise en fonctionnement peut par exemple correspondre au démarrage du véhicule et/ou à l'installation du passager dans le siège. Le siège est équipé de moyens de modification de température chauffants et/ou refroidissants. Une étape E01 est ensuite mise en oeuvre et correspond à l'activation des moyens de modification de température à une puissance maximale. Les moyens de modification de température du siège commandés par un signal à modulation de largeur d'impulsion reçoivent alors un signal de rapport cyclique 100%, correspondant à un fonctionnement continu. Une fois cette étape mise en oeuvre, la température du siège évolue rapidement vers un premier seuil de température Tl. Pour un siège chauffant, on pourra choisir Tl de l'ordre de 35°C. Une fois le premier seuil de température Tl atteint, l'étape E02 est mise en oeuvre. Cette étape correspond à une régulation en température par un système de régulation en boucle fermée, autour d'une deuxième valeur de seuil de température T2. La deuxième valeur de seuil de température T2 peut être une température minimale (pour un siège chauffant), choisie par exemple en fonction de la température au sein de l'habitacle, de la température extérieure, ou encore en fonction de l'ensoleillement. En outre, la température T2 peut être obtenue lors de phases de calibration et correspond à la température minimale considérée comme confortable par un panel d'utilisateurs. La deuxième température de seuil peut par exemple être de l'ordre de 37°C. Lors de la régulation en température, le système de régulation en boucle fermée peut fournir un signal à modulation de largeur d'impulsion aux moyens de modification de température, dont le rapport cyclique diminue quand la température du siège est au voisinage de la deuxième température de seuil. Le rapport cyclique de ce signal correspond par ailleurs à la puissance de fonctionnement des moyens de modification de température.

Une fois que le rapport cyclique est suffisant faible, ou que la puissance de fonctionnement est suffisamment faible, par exemple égale à une valeur de puissance minimale prédéfinie, alors l'étape E03 est mise en oeuvre. Au cours de cette étape, le système fournit une puissance fixe aux moyens de modification de température, par exemple au moyen d'un signal à modulation de largeur d'impulsion de rapport cyclique faible, par exemple de l'ordre de 20%. Ainsi, un utilisateur assis sur un siège chauffant recevra constamment de la chaleur du siège, ce qui accroit le confort. La puissance fournit par le passager au siège s'équilibre avec la chaleur fournit par le siège. En outre, la température du siège peut augmenter naturellement et se stabiliser vers une valeur légèrement supérieure à celle du passager assis sur le siège. Bien entendu, un siège climatisé peut refroidir le passager en le refroidissant avec une puissance constante.

On notera que la période des signaux à modulation de largeur d'impulsion est suffisamment faible pour que les phases d'arrêt des moyens de modification de température soient imperceptibles. On pourra par exemple choisir une période comprise entre 1 et 10 secondes.

L'étape E03 correspond à un fonctionnement en boucle ouverte, dans lequel seule la puissance est régulée. Sur la figure 2, on a représenté un système de commande 1 de la température d'un siège 2. Un système de régulation en boucle fermée 3, par exemple apte à mettre en oeuvre l'étape E02, comprend ici un comparateur 4 apte à calculer l'erreur entre la deuxième température de seuil T2 et la température mesurée Tm. La température mesurée peut être mesurée au voisinage de l'assise du siège 2 ou au voisinage du dossier du siège 2. Bien entendu, les deux mesures peuvent être mises en oeuvre. On pourra utiliser deux systèmes de commande pour chaque partie du siège, ou un unique système de commande pour les deux, par exemple en calculant une moyenne de la température mesurée par chaque capteur.

L'erreur calculée par le comparateur 4 est ensuite fournie à un correcteur proportionnel intégral PI et une commande de puissance Pbcl est ensuite élaborée de manière classique. Cette commande de puissance est destinée aux moyens de modification 5 de température du siège 2. La commande de puissance Pbcl peut être une commande à modulation de largeur d'impulsion dont le rapport cyclique est calculé par le système de régulation en boucle fermée 3. La commande de puissance Pbcl est fournie à un comparateur 6 dont la sortie est correspond à la valeur maximale de commande de puissance entre la commande Pbcl élaborée par le système de régulation en boucle fermée et la valeur de puissance minimale Pmin. Ainsi, l'erreur entre la température mesurée Tm et la deuxième valeur de seuil de température T2 devient suffisamment faible, la puissance à fournir aux moyens de modification de température 5 est la puissance minimale. Un module de sécurité 7 peut être disposé entre la sortie du comparateur 6 et les moyens de modification de température du siège 5. Ce module de sécurité permet de surveiller la température du siège et d'arrêter le système de commande 1 en cas de disfonctionnement.

Sur la figure 3, on a représenté l'évolution de la température de l'assise du siège 2 et de la température du dossier du siège 2 en fonction du temps en minutes. On a également représenté l'évolution du rapport cyclique de la commande à modulation de largeur d'impulsion contrôlant ici des moyens de chauffage du siège 2, par exemple une nappe chauffante. Le rapport cyclique est ici multiplié par vingt pour des raisons de lisibilité. Lors d'une première phase Pl, le rapport cyclique est fixé à 100% et correspond donc à une puissance de fonctionnement maximale pour la nappe chauffante. La phase Pl correspond à l'étape E01. La température des deux éléments constitutifs du siège, à savoir l'assise et le dossier, évolue rapidement pour atteindre 35°C pour l'assise et 39°C pour le dossier. Une fois que les deux éléments ont atteint la première valeur de seuil de température (par exemple 35°C), l'étape E02 est mise en oeuvre et correspond à la phase P2.

Au cours de la phase P2, une régulation en température est mise en oeuvre pour atteindre la deuxième valeur de seuil en température T2, par exemple 37°C. Au voisinage de cette température, la puissance de fonctionnement diminue ainsi que le rapport cyclique.

La commande de puissance fournie aux moyens de modification de température évolue jusqu'à la valeur de puissance minimale Pmin, ici de l'ordre de 20%, et l'étape E03 est mise en oeuvre au cours d'une troisième phase P3. Au cours de cette phase, les moyens de modification de température sont en fonctionnement et fournissent donc de manière constante de la chaleur au passager. Grâce à l'invention, on obtient une amélioration du contrôle de la température d'un siège d'un véhicule automobile, et une augmentation du confort pour les passagers, qui reçoivent de manière continue de la chaleur pour un siège chauffant, ou qui sont refroidis de manière continue pour un siège refroidissant.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de commande de la température d'un siège (2) d'un véhicule automobile équipé de moyens de modification de température (5), comprenant les étapes suivantes : a) activation desdits moyens de modification de température (5) à une première puissance de fonctionnement jusqu'à atteindre un premier seuil de température (Tl), la première puissance de fonctionnement étant maximale, b) régulation de la température du siège pour atteindre un deuxième seuil de température (T2) au moyen d'un système de régulation en boucle fermée (3) contrôlant les moyens de modification de température, c) activation desdits moyens de modification de température à une deuxième puissance de fonctionnement (Pmin), la deuxième puissance de fonctionnement étant fixe et inférieure à la première puissance de fonctionnement.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape c) est mise en oeuvre quand le système de régulation en boucle fermée (3) contrôle les moyens de modification de température à une puissance de fonctionnement inférieure (Pbcl) à ladite deuxième puissance de fonctionnement (Pmin).
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens de modification de température (5) sont commandés par un signal à modulation de largeur d'impulsion.
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de modification de température sont aptes à chauffer le siège (2).
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens de modification de température sont aptes à refroidir le siège (2).
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on mesure la température du siège au voisinage de son assise et/ou au voisinage de son dossier.
7. 7. Système de commande de la température d'un siège (2) d'un véhicule automobile, équipé de moyens de modification de température (5), comprenant un module d'activation desdits moyens de modification de température à une première puissance de fonctionnement pour atteindre un premier seuil de température (Tl), la première puissance de fonctionnement étant maximale, un système de régulation en boucle fermée contrôlant les moyens de modification de température apte à réguler la température du siège pour atteindre un deuxième seuil de température (T2), un module d'activation desdits moyens de modification de température à une deuxième puissance de fonctionnement (Pmin), la deuxième puissance de fonctionnement étant fixe et inférieure à la première puissance de fonctionnement.
8. 8. Système selon la revendication 7, dans lequel ledit module d'activation des moyens de modification de température à la deuxième puissance de fonctionnement (Pmin) comprend des moyens de comparaison (6) de la sortie du système de régulation en boucle fermée (3) et de la deuxième puissance de fonctionnement (Pmin).
9. 9. Système selon la revendication 7 ou 8, dans lequel les moyens de modification de température (5) sont commandés par un signal à modulation de largeur d'impulsion.
10. 10. Système selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel les moyens de modification de température (5) comprennent une nappe chauffante.
11. 11. Système selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel les moyens de modification de température comprennent un module de climatisation (5) apte à refroidir le siège.
12. 12. Système selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, comprenant un capteur de température disposé au voisinage de l'assise du siège et/ou un capteur de température disposé au voisinage du dossier du siège.