FR2989035A1 - Systeme et procede de commande de la consigne de temperature de l'air souffle dans l'habitacle d'un vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
Système de commande de la consigne de température de l'air soufflé dans l'habitacle d'un véhicule automobile, d'un système soufflant d'air chaud dans l'habitacle apte à être commandé en température et en débit, et d'au moins un siège chauffant apte à être commandé en température. Le système de commande comprend un système de détermination (2) de consignes de température et de débit d'air soufflé en fonction de paramètres relatifs à l'habitacle, un système de commande (3) de la température des sièges chauffants en fonction notamment de la température requise, et un système de correction (1) recevant en entrée les consignes de température et de débit d'air soufflé du système de détermination (2) et une consigne de température des sièges chauffants du système de commande (3), le système de correction (1) émettant une consigne corrigée de température d'air soufflé tenant compte de l'apport de chaleur par les sièges chauffants.
Description
B11-4541FR 1 Système et procédé de commande de la consigne de température de l'air soufflé dans l'habitacle d'un véhicule automobile L'invention a pour domaine technique la climatisation de véhicules automobiles, et plus particulièrement la climatisation de véhicules automobiles électriques. Le chauffage de l'habitacle d'un véhicule automobile muni d'un moteur à combustion interne est réalisé en réalisant un transfert thermique entre le liquide de refroidissement du moteur et l'air soufflé dans l'habitacle. Un tel chauffage est généralement réalisé en associant un ventilateur à un radiateur dans lequel circule du fluide de refroidissement du moteur issu d'une dérivation du circuit de refroidissement du moteur à combustion interne. Dans le cadre de certaines applications, il est possible d'ajouter des systèmes de chauffage complémentaires comme des CTP (acronyme de Coefficient de Température Positif) sur air ou sur eau. Dans un véhicule électrique, le moteur chauffe très peu comparé à un moteur à combustion thermique. Le chauffage de l'air soufflé dans l'habitacle repose ainsi en grande partie sur des systèmes de chauffage complémentaires comme les CTP qui sont alimentés par de l'énergie électrique. Lorsque ces systèmes sont alimentés par l'intermédiaire de la batterie du véhicule, l'autonomie du véhicule est réduite.
Par ailleurs, la climatisation des véhicules automobiles modernes est commandée par un système automatique apte à déterminer la température de l'air soufflé dans l'habitacle en fonction de la température choisie par les occupants du véhicule, de la température extérieure, de l'ensoleillement et de l'humidité dans l'habitacle. Le document EP 1806247 décrit un tel système de commande. Certains véhicules sont également équipés de sièges munis de dispositifs chauffants dont la température de consigne est régulée par un système de commande spécifique en fonction de la température requise par l'utilisateur. Ces dispositifs sont alimentés également en énergie électrique. Le document US4825048 décrit de tels sièges, tandis que le document EP1950084 décrit un dispositif de commande associé. Il existe un besoin pour un système de climatisation apte à réduire l'énergie électrique prélevée par un système de chauffage de l'air soufflé d'un véhicule électrique. Selon un aspect de l'invention, on propose un système de commande de la consigne de température de l'air soufflé dans l'habitacle d'un véhicule automobile muni d'un moteur électrique, d'un système soufflant d'air chaud dans l'habitacle apte à être commandé en température et en débit, et d'au moins un siège chauffant apte à être commandé en température. Le système de commande comprend un système de détermination des consignes d'air soufflé apte à déterminer une consigne de température d'air soufflé et une consigne de débit d'air soufflé en fonction de paramètres relatifs à l'intérieur et/ou à l'extérieur de l'habitacle, un système de commande de la température des sièges chauffants apte à déterminer une consigne de température des sièges chauffants en fonction notamment de la température requise par les utilisateurs, et un système de correction recevant en entrée la consigne de température d'air soufflé et la consigne de débit d'air soufflé du système de détermination des consignes d'air soufflé ainsi qu'une consigne de température des sièges chauffants du système de commande de la température des sièges chauffants, le système de correction étant apte à émettre en sortie une consigne corrigée de température d'air soufflé tenant compte de l'apport de chaleur par les sièges chauffants. Le système de correction peut comprendre un diviseur relié par une entrée au système de détermination des consignes d'air soufflé et par une autre entrée à une mémoire, le diviseur étant apte à émettre en sortie une correction de la consigne de température d'air soufflé. Le système de correction peut comprendre un moyen de calcul relié en entrée au système de commande de la température des sièges chauffants et relié en sortie à un moyen de saturation, et un multiplicateur, aptes à coopérer afin d'émettre en sortie du multiplicateur une correction modulée variant entre zéro et la correction reçue du diviseur en fonction du signal reçu du moyen de saturation dépendant de la température du siège chauffant. Le système de correction permet ainsi d'éviter de brutales de l'air soufflé, qui sont source variations de la température d'inconfort pour les utilisateurs. Le système de correction peut comprendre un soustracteur apte à émettre en sortie la consigne corrigée de température d'air soufflé égale à la consigne de température d'air soufflé reçue du système de commande moins la correction modulée reçue du multiplicateur. Le système de correction peut comprendre un moyen de détermination d'une correction complémentaire de la consigne de température d'air soufflé, apte à recevoir en entrée un signal dépendant de la température d'un volant chauffant, la correction complémentaire étant prise en compte dans la détermination de le correction de la consigne de température d'air soufflé. D'autres sources d'apport de chaleur peuvent ainsi être prises en compte ce qui permet de réduire d'autant la température de l'air soufflé et la consommation électrique des systèmes de climatisation du véhicule. Selon un autre aspect, on propose un procédé de commande de la consigne de température de l'air soufflé dans l'habitacle d'un véhicule automobile muni d'un moteur électrique, d'un système soufflant d'air chaud dans l'habitacle apte à être commandé en température et en débit, et d'au moins un siège chauffant apte à être commandé en température. Le procédé de commande comprend les étapes suivantes : on détermine une consigne de température d'air soufflé, on détermine une consigne de débit d'air soufflé, on corrige la consigne de température d'air soufflé en fonction de l'apport de chaleur à l'utilisateur par un siège chauffant, et on émet la consigne corrigée de température d'air soufflé à destination du système soufflant d'air chaud. On peut corriger la consigne de température d'air soufflé en fonction d'une correction dépendant d'un facteur de correction des sièges chauffants prédéterminé et du débit d'air soufflé. Lorsque la température du siège chauffant est inférieure à un seuil, on peut n'appliquer aucune correction. Lorsque le siège chauffant est à une température supérieure à une température de siège minimale, on peut corriger la consigne de température d'air soufflé par une correction dépendant de la consigne de débit d'air soufflé, et du facteur de correction des sièges chauffants. On diminue alors sensiblement la température de l'air soufflé sans diminuer le confort des utilisateurs. La consommation électrique du véhicule est réduite et son autonomie augmentée. Entre la température de siège minimale et la température de seuil, on peut corriger la consigne de température par la correction lorsque le siège chauffant est à une température supérieure à une température de siège minimale, modulée en fonction de l'écart entre la consigne de température du siège et la température de siège minimale. Le procédé permet d'éviter ainsi de soudains écarts de température de l'air soufflé qui sont source d'inconfort pour les utilisateurs du véhicule. On peut corriger la consigne de température d'air soufflé en fonction de l'apport de chaleur à l'utilisateur par un volant chauffant. Il est ainsi possible de réduire d'avantage la température de l'air soufflé et d'augmenter d'autant l'autonomie du véhicule. D'autres buts, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée uniquement en tant qu'exemple non limitatif et faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique illustre les principaux éléments d'un système de commande de la température de l'air soufflé dans l'habitacle. Un véhicule électrique muni d'au moins un siège chauffant et d'un dispositif de chauffage de l'air soufflé dans l'habitacle comprend un système de commande de la température de l'air soufflé comprenant un système de correction 1 de la commande d'air soufflé apte à corriger la consigne de température d'air soufflé afin de tenir compte du chauffage exercé par les sièges. Le système de correction 1 sera décrit ultérieurement en relation avec la figure unique. Pour obtenir une telle correction, on détermine l'apport de chaleur à l'utilisateur par un siège chauffant. Cet apport de chaleur est alors retranché de l'apport de chaleur par l'air soufflé. Ceci se traduit par une diminution de la consigne de température d'air soufflé Tons soufflé dans l'habitacle tout en maintenant le niveau de confort de l'utilisateur. La diminution de la consigne de température a un effet direct sur la consommation d'énergie électrique du véhicule et donc sur son autonomie. Pour tenir compte de l'apport de chaleur des sièges chauffants, on détermine un facteur de correction des sièges chauffants permettant de caractériser l'apport de chaleur à l'utilisateur par le siège chauffant. Toutefois, une telle correction, employée seule, ne permet pas de maintenir le confort des utilisateurs, car elle ne prend pas en compte la température effectivement ressentie par les utilisateurs.
En conséquence, on détermine une correction de la consigne de température d'air soufflé Tcons soufflé en fonction du facteur de correction des sièges chauffants et du débit d'air soufflé. Lors de la mise en action du siège chauffant, aucune correction n'est appliquée.
Lorsque le siège chauffant est à une température de confort, c'est à dire supérieure à une température de siège minimale Tsiege on corrige la consigne de température d'air soufflé Tcons soufflé par une correction dépendant de la consigne de débit d'air soufflé Qcons soufflé, et du facteur de correction des sièges chauffants.
Toutefois, le passage d'un fonctionnement non corrigé à un fonctionnement corrigé se traduit par une variation brutale de la température de l'air soufflé, ce qui représente une source d'inconfort pour les passagers.
Il est donc nécessaire de faire varier la correction de façon à passer progressivement du fonctionnement non corrigé au fonctionnement corrigé. Pour cela, entre la température de mise en action du siège chauffant et la température de confort, on corrige la consigne de température par la correction à la température de confort modulée linéairement en fonction de l'écart entre la consigne de température du siège Tcons siege et la température de siège minimale Tsiege min. Pour cela, on détermine un facteur de modulation en réalisant le calcul suivant : (Eq. 1) - ) k = (Tcons siege Tsiege AT Avec k : facteur de modulation Tcons siege consigne de température des sièges chauffants Tsiege min température de siège minimale AT : écart de température requis pour commencer la correction On sature ensuite le facteur de modulation k de sorte qu'il soit compris entre zéro et un. Le facteur de modulation saturé est ensuite multiplié par la correction afin d'obtenir une correction modulée. La correction modulée est retranchée de la consigne de température d'air soufflé Tcons soufflé afin d'obtenir une consigne corrigée de température d'air soufflé Tcons soufflé corn qui tient compte de l'apport de chaleur par les sièges chauffants.
Il est également possible de tenir compte de façon individuelle de l'apport de chaleur de chaque siège chauffant. Enfin, il est possible de déterminer une consigne corrigée de température d'air soufflé relative à chaque flux d'air soufflé en fonction des utilisateurs affectés et de la température de leur siège.
Il est possible de tenir compte de l'apport de chaleur par un volant chauffant ou par tout élément de l'habitacle comprenant des moyens de chauffage, d'une manière similaire à la prise en compte de l'apport de chaleur par les sièges chauffants, en complément ou en remplacement de la prise en compte des sièges chauffants. Sur la figure unique, on peut voir un système de correction 1 de la commande d' air soufflé relié en entrée à un système de détermination 2 des consignes d'air soufflé et à un système de commande 3 de la température des sièges chauffants. Le système de détermination 2 des consignes d'air soufflé est un système de l'art antérieur apte à déterminer une consigne de température d'air soufflé Tcons soufflé et une consigne de débit d'air soufflé 0 en ,cons soufflé fonction de paramètres relatifs à l'intérieur ou à l'extérieur de l'habitacle, tels que la température extérieure, l'ensoleillement, la température requise par les occupants, ou l'humidité de l'habitacle. Le système de commande 3 de la température des sièges chauffants est un système de l'art antérieur apte à déterminer une consigne de température des sièges chauffants Tcons siege en fonction notamment de la température requise par les utilisateurs. Le système de correction 1 reçoit en entrée la consigne de température d'air soufflé Tcons soufflé, la consigne de débit d'air soufflé Qcons soufflé et une consigne de température des sièges chauffants Tcons siégé et émet en sortie une consigne corrigée de température d'air soufflé Tcons soufflé corr- Le système de correction 1 comprend un diviseur 4 relié par une entrée au système de détermination 2 des consignes d'air soufflé et par une autre entrée à une mémoire 5. Le diviseur 4 divise la consigne de débit d'air soufflé cons soufflé 0 par un facteur de correction , des sièges chauffants stocké dans la mémoire 5, afin de déterminer une correction de la consigne de température d'air soufflé Tcons soufflé. Le système de correction 1 comprend également un moyen de calcul 6 relié en entrée au système de commande 3 de la température des sièges chauffants. Le moyen de calcul est apte à appliquer l'équation 1. Le moyen de calcul 6 est relié en sortie à un moyen de saturation 7 entre zéro et un apte à émettre en sortie la valeur d'entrée si elle est comprise entre zéro et un, la valeur zéro si la valeur d'entrée est inférieure à zéro et la valeur un si la valeur d'entrée est supérieure à un. Un multiplicateur 8 émet sur sa sortie une correction modulée égale au produit de la correction reçue du diviseur 4 par le facteur de modulation saturé reçu du saturateur 7. Un soustracteur 9 émet en sortie la consigne corrigée de température d'air soufflé Tcons soufflé corr égale à la consigne de température d'air soufflé Tcons soufflé du système de commande 1 moins la correction modulée reçue du multiplicateur 8. La consigne corrigée de température d'air soufflé Tcons soufflé corr est alors émise en sortie du système de correction 1 à destination des actionneurs et moyens de commande du dispositif de chauffage de l'air soufflé. Le système et le procédé de correction de la consigne de température de l'air soufflé permettent de réduire notablement la consommation d'énergie électrique du véhicule due à la climatisation en retranchant l'apport de chaleur des sièges chauffants de l'apport de chaleur par l'air soufflé. Une telle réduction de consommation d'énergie se fait toutefois en maintenant le confort des passagers par le biais d'un ensemble de mécanismes de régulation.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Système de commande de la consigne de température de l'air soufflé dans l'habitacle d'un véhicule automobile muni d'un moteur électrique, d'un système soufflant d'air chaud dans l'habitacle apte à être commandé en température et en débit, et d'au moins un siège chauffant apte à être commandé en température, caractérisé par le fait qu'il comprend un système de détermination (2) des consignes d'air soufflé apte à déterminer une consigne de température d'air soufflé et une consigne de débit d'air soufflé en fonction de paramètres relatifs à l'intérieur et/ou à l'extérieur de l'habitacle, un système de commande (3) de la température des sièges chauffants apte à déterminer une consigne de température des sièges chauffants en fonction notamment de la température requise par les utilisateurs, et un système de correction (1) recevant en entrée la consigne de température d'air soufflé et la consigne de débit d'air soufflé du système de détermination (2) des consignes d'air soufflé ainsi qu'une consigne de température des sièges chauffants du système de commande (3) de la température des sièges chauffants, le système de correction (1) étant apte à émettre en sortie une consigne corrigée de température d'air soufflé tenant compte de l'apport de chaleur par les sièges chauffants.
- 2. Système de commande selon la revendication 1, dans lequel le système de correction (1) comprend un diviseur (4) relié par une entrée au système de détermination (2) des consignes d'air soufflé et par une autre entrée à une mémoire (5), le diviseur (4) étant apte à émettre en sortie une correction de la consigne de température d'air soufflé.
- 3. Système de commande selon la revendication 2, dans lequel le système de correction (1) comprend un moyen de calcul (6) relié en entrée au système de commande (3) de la température des siègeschauffants et relié en sortie à un moyen de saturation (7), et un multiplicateur (8), aptes à coopérer afin d'émettre en sortie du multiplicateur (8) une correction modulée variant entre zéro et la correction reçue du diviseur (4) en fonction du signal reçu du moyen de saturation (7) dépendant de la température du siège chauffant.
- 4. Système de commande selon la revendication 3, dans lequel le système de correction (1) comprend un soustracteur (9) apte à émettre en sortie la consigne corrigée de température d'air soufflé égale à la consigne de température d'air soufflé reçue du système de commande (1) moins la correction modulée reçue du multiplicateur (8).
- 5. Système de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système de correction (1) comprend un moyen de détermination d'une correction complémentaire de la consigne de température d'air soufflé, apte à recevoir en entrée un signal dépendant de la température d'un volant chauffant, la correction complémentaire étant prise en compte dans la détermination de le correction de la consigne de température d'air soufflé.
- 6. Procédé de commande de la consigne de température de l'air soufflé dans l'habitacle d'un véhicule automobile muni d'un moteur électrique, d'un système soufflant d'air chaud dans l'habitacle apte à être commandé en température et en débit, et d'au moins un siège chauffant apte à être commandé en température dans lequel : on détermine une consigne de température d'air soufflé, on détermine une consigne de débit d'air soufflé, on corrige la consigne de température d'air soufflé en fonction de l'apport de chaleur à l'utilisateur par un siège chauffant, et on émet la consigne corrigée de température d'air soufflé à destination du système soufflant d'air chaud.
- 7. Procédé de commande selon la revendication 6, dans lequel on corrige la consigne de température d'air soufflé en fonction d'une correction dépendant d'un facteur de correction des sièges chauffants prédéterminé et du débit d'air soufflé.
- 8. Procédé de commande selon la revendication 7, dans lequel, lorsque la température du siège chauffant est inférieure à un seuil, aucune correction n'est appliquée.
- 9. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, dans lequel, lorsque le siège chauffant est à une température supérieure à une température de siège minimale, on corrige la consigne de température d'air soufflé par un correction dépendant de la consigne de débit d'air soufflé, et du facteur de correction des sièges chauffants.
- 10. Procédé de commande l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel, entre la température de siège minimale et la température de seuil, on corrige la consigne de température par la correction lorsque le siège chauffant est à une température supérieure à une température de siège minimale, modulée en fonction de l'écart entre la consigne de température du siège et la température de siège minimale.
- 11. Procédé de commande l'une quelconque des revendications 6 à 10, dans lequel on corrige la consigne de température d'air soufflé en fonction de l'apport de chaleur à l'utilisateur par un volant chauffant.
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