FR3105760A1 - Système d’aération dans un véhicule automobile. - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système d’aération dans un véhicule automobile doté d’un générateur de flux d’air et d’un circuit de distribution de flux d’air, caractérisé en ce que le circuit de distribution de flux d’air comprend au moins un conduit de flux d’air ayant une première extrémité reliée au générateur de flux d’air et une seconde extrémité disposée dans le montant et/ou le toit et débouchant dans le véhicule. Figure pour l’abrégé : Fig. 2
Description
La présente invention se rapporte à un système d’aération dans un véhicule automobile doté d’un système de chauffage-ventilation et éventuellement climatisation et d’un circuit de distribution de flux d’air.
D’une façon générale, les constructeurs automobiles et leurs équipementiers travaillent sans cesse sur l’optimisation du circuit d’aération à bord d’un véhicule. Le positionnement des aérateurs est un sujet important pour plusieurs corps de métier automobile, vu l’évolution du marché vers des véhicules de plus en plus haut de gamme, des véhicules équipés avec des écrans et des véhicules de plus en plus autonomes. Cette évolution exige la mise en place d’écran d’affichage plus grand, ce qui crée un obstacle pour le positionnement et la taille classiques des aérateurs du système de chauffage et climatisation, qui sont classiquement en position centrale sur la planche de bord.
Le design des aérateurs et un autre sujet important pour les constructeurs automobiles. Les nouveaux cahiers des charges sur la distribution d’air intérieur exigent des aérateurs plus discrets et silencieux en assurant la même fonction.
On connaît les bouches d’aération nommées Decovent de la société Faurecia® . Ces bouches d’aération présentent une seule lame horizontale ou verticale avec un mécanisme totalement caché. Le constructeur Tesla® a développé des aérateurs discrètement positionnés le long de la planche de bord avec un système de distribution basé sur deux flux d’air; le premier est horizontal et le second est vertical. Le changement d’angle d’un des deux flux permet de diriger le flux d’air total vers une direction donnée.
On connaît le document FR1762883 décrivant un système pour libérer de la place sur la planche de bord. Le système décrit consiste à intégrer partiellement un module de contrôle du HVAC dans un noyau de guidage de la bouche d’aération.
On connaît également le document FR1657407 décrivant une bouche d’aération qui intègre des ailettes dans son corps plutôt que sur la face avant de façon à gagner en encombrement.
La présente invention a pour objet un nouveau système de distribution d’air permettant de réduire l’encombrement dû aux bouches d’aération sur la planche de bord.
Un autre objet de l’invention est de réduire la consommation d’énergie liée au système de chauffage-ventilation-climatisation (HVAC pour Heating Ventilation and Air Conditioning en anglais).
L’invention a encore pour objet une véritable personnalisation de la gestion thermique pour chaque occupant du véhicule avec une grande précision sur la température ressentie.
On atteint au moins l’un des objectifs avec un système d’aération dans un véhicule automobile doté d’un générateur de flux d’air et d’un circuit de distribution de flux d’air. Selon l’invention, le circuit de distribution de flux d’air comprend au moins un conduit de flux d’air ayant une première extrémité reliée au générateur de flux d’air et une seconde extrémité disposée dans un montant de la portière et débouchant dans le véhicule en direction d’un siège de conducteur ou passager..
Par système d’aération, on entend un système permettant notamment le chauffage, la climatisation et de façon générale la régulation de température.
Par montant de la portière on entend un montant situé entre le toit et l’aile ou l’arrière du véhicule, le long du pare-brise. Il s’agit de la partie fixe du châssis d’un véhicule mais le montant peut aussi comprendre la partie de la portière qui pivote lorsqu’on ouvre la portière. Dans ce dernier cas, le conduit est introduit dans la portière elle-même.
Avec le système selon l’invention, on crée des aérations au niveau des montants, au plus près du conducteur ou du passager. Il est ainsi possible d’améliorer le confort thermique à bord car l’aération cible parfaitement chaque occupant (conducteur ou passager) en créant une bulle thermique autour du conducteur ou du passager. Contrairement aux systèmes de l’art antérieur, la présente invention offre réellement la possibilité de créer dans le véhicule plusieurs zones à des températures différentes et réellement ressenties par le conducteur et les passagers.
L’invention offre également un confort auditif car les sorties d’aération sont disposées au plus près du conducteur ou des passagers. En effet, dans les systèmes d’aération actuels avec des sorties d’aération placées sur la planche de bord, le générateur de flux d’air doit souffler un air puissant pour atteindre le conducteur ou le passager: de façon générale il est préconisé un flux de 3m/s et la distance entre le conducteur/passager et la sortie d’aération est de l’ordre de 75cm. Avec l’invention, cette distance est considérablement réduite et le générateur de flux d’air souffle donc un air peu puissant par rapport à l’art antérieur. Cette baisse de flux permet une réduction du volume sonore du système d’aération par rapport à l’art antérieur.
L’invention permet également de réduire l’énergie consommée car le générateur de flux d’air alimente l’habitacle en air de façon plus ciblée et avec une demande en puissance réduite tout en remplissant la même fonction qu’un système de l’art antérieur. On peut ainsi dimensionner des véhicules de grande dimension avec un générateur moins puissant, et donc de plus petite taille.
La présente invention permet également de réduire l’encombrement voire de s’affranchir des contraintes au niveau de la planche de bord en limitant ou éliminant les bouches d’aération disposées sur la planche de bord. On améliore ainsi grandement l’aspect esthétique mais également l’encombrement de la planche de bord. Cela permet d’y disposer par exemple plus aisément les écrans de commande et/ou de navigation, la boîte à gant ou autres dispositifs devant être accessibles au conducteur ou passage avant.
Le fait de disposer les conduits au plus près de l’utilisateur permet d’améliorer grandement les performances techniques en perte de charge et en directivité. Les conduits peuvent avantageusement être insérés dans les garnitures du véhicule.
De préférence, la seconde extrémité est disposée sur la partie supérieure du montant de la portière. Par partie supérieure du montant on entend la partie qui se trouver à partir du milieu du montant de la portière.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, le circuit de distribution de flux d’air peut comprendre en outre au moins un conduit de flux d’air ayant une première extrémité reliée au générateur de flux d’air et une seconde extrémité disposée dans le toit et débouchant dans le véhicule. D'une manière générale, le toit dans un véhicule peut être désigné par le terme "pavillon", c’est-à-dire la partie supérieure de la carrosserie qui ferme l'habitacle, et plus précisément la partie intérieure du toit, visible par les occupants et comprenant généralement une garniture.
Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, ledit au moins un conduit de flux d’air peut être disposé sur un bord du toit au-dessus d’une portière. On peut ainsi directement souffler l’air sur le conducteur ou le passager. Par exemple, la sortie du conduit peut être disposée sur le bord du toit qui est généralement courbé juste au-dessus de la portière du véhicule. On peut même envisager des conduits qui passent dans la portière jusque sur le cadre supérieur de la vitre. Cette partie supérieure de la portière peut être considérée dans le cadre de cette invention comme faisant partie du toit du véhicule.
On pourrait envisager un mode de réalisation où le circuit de distribution de flux d’air comprend au moins un conduit de flux d’air disposé uniquement sur un bord du toit au-dessus d’une portière et pas sur le montant.
Pour un conducteur ou un passager, cette disposition sur un bord du toit au-dessus de la portière permet de souffler l’air sur le côté en direction du conducteur ou du passager. L’accès à cette partie du toit est facilité par la proximité des montants de portière dans lesquels les conduits peuvent être insérés.
Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, au moins un conduit de flux d’air peut être disposé sur un bord du toit au-dessus du pare-brise. De préférence on dispose plusieurs sorties d’aération en face du conducteur ou passager de façon à améliorer l’effet bulle thermique autour du conducteur ou passager.
Le générateur de flux d’air peut représenter tout ou partie d’un système de chauffage-ventilation-climatisation disposé à l’arrière de la planche de bord.
On notera que la première extrémité du conduit de flux d’air est reliée directement ou indirectement, via un dispositif de chauffage, de climatisation, d’assainissement ou autre dispositif, au générateur de flux d’air.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit de distribution de flux d’air peut comprendre en outre plusieurs conduits de flux d’air ayant des premières extrémités reliées au générateur de flux d’air et des secondes extrémités disposées sur des montants avant et arrière et débouchant dans le véhicule.
Chaque passager du véhicule peut ainsi disposer d’un véritable volume à la température souhaitée.
Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, le circuit de distribution de flux d’air peut comprendre plusieurs conduits de flux d’air disposés dans une gaine entre le générateur de flux d’air et les secondes extrémités desdits conduits.
Cette gaine permet de contenir un ensemble de conduits se dirigeant dans la même direction. Un tel arrangement permet de limiter les pertes thermiques et de charge tout le long de la gaine. Des ouvertures sont réalisées dans la gaine pour que chaque conduit de flux d’air puisse sortir à l’endroit qui lui est destiné, la gaine étant prolongée jusqu’au dernier conduit.
Selon l’invention, les conduits de flux d’air peuvent être disposés libres dans la gaine, les espaces libres entre ces conduits de flux d’air étant remplis d’air.
Avantageusement, la gaine peut être en plastique et présenter un diamètre inférieur à 5cm ou à 2cm.
Selon un mode de réalisation, une partie de la gaine à l’extrémité la plus éloignée du générateur de flux d’air peut ne pas comporter de conduits de flux d’air; les dimensions de cette partie de la gaine étant alors réduites de façon à constituer un conduit pour souffler les flux d’air véhiculés par les espaces libres. En d’autres termes, on utilise les flux d’air dans les interstices entre les conduits de flux d’air pour former un conduit en bout de gaine et souffler ainsi à l’intérieur du véhicule.
Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, le système peut comprendre une unité de traitement configurée pour commander une bouche d’aération disposée sur la seconde extrémité de chaque conduit de flux d’air. L’unité de traitement peut être autonome, intégrée à l’ordinateur de bord du véhicule ou intégrée au générateur de flux d’air qui est par exemple un système de chauffage, ventilation et climatisation (HVAC).
La présente invention permet donc un contrôle automatique, électronique, des bouches d’aération.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, le système peut comprendre des éléments piézoélectriques posés sur au moins une bouche d’aération pour commander l’orientation de cette bouche d’aération. L’orientation permet au conducteur ou passage de régler automatiquement les sorties d’air en fonction de leur taille.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, le système peut comprendre des éléments piézoélectriques posés sur au moins une bouche d’aération pour commander l’ouverture et la fermeture de cette bouche d’aération.
Selon l’invention, ledit au moins un conduit de flux d’air peut présenter un diamètre inférieur ou égale à 5mm.
De préférence, pour chaque occupant du véhicule, on prévoit une gaine comprenant plusieurs conduits débouchant au plus près de l’occupant.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée d’un mode de mise en œuvre nullement limitatif, et des dessins annexés, sur lesquels:
Les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs; on pourra notamment mettre en œuvre des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont prévus pour être combinés entre eux dans toutes les combinaisons où rien ne s’y oppose sur le plan technique.
Sur la figure 1, on distingue un véhicule 1 équipé d’un système d’aération selon l’invention. Il s’agit d’un véhicule équipé d’un dispositif 2 de chauffage, ventilation et climatisation appelé généralement HVAC. Ce HVAC 2 est considéré comme un générateur de flux d’air, mais qui précisément récupère l’air de l’extérieur et/ou de l’intérieur du véhicule, le chauffe ou le refroidit en fonction de la consigne de l’utilisateur et le distribue dans l’habitacle selon les caractéristiques suivantes:
- un débit nominal d’air pulsé de 614 kg/h,
- une vitesse d’air dans le circuit d’aération 15 m/s, et
- une vitesse d’air Maxi niveau tête : 3 m/s.
L’invention concerne plus particulièrement l’intégration d’un circuit d’aération pour distribuer l’air dans l’habitacle.
Pour ce faire, on prévoit une gaine 3 disposée entre le HVAC 2 et les lieux de distribution de l’air. Avantageusement, l’invention prévoit de disposer ces lieux de distribution au plus près du conducteur/passager. Cette gaine 3 a une extrémité connectée à une sortie d’aération du HVAC 2. Elle est ensuite intégrée dans les garnitures du montant 4 de la portière jusqu’au-dessus de la vitre de cette portière. La gaine 3 a pour fonction de distribuer plusieurs flux d’air dans la partie supérieur du montant de portière 4 et sur un bord de toit 5 au-dessus de la portière du véhicule. Pour amener les flux d’air, la gaine 3 est équipée à l’intérieur de plusieurs conduits 6 débouchant à l’intérieur du véhicule le long du montant et sur le bord de toit.
Les gaines ainsi équipées de conduits de flux d’air peuvent être disposées sur les montants 4 avant du véhicule et/ou sur les montants 7 arrière du véhicule, et/ou sur le toit 5.
Les conduits de flux d’air se terminent par des bouches d’aération qui sont des composants qui peuvent être commandés électroniquement par un microprocesseur µc 8 sur la figure 1. Il s’agit d’une unité de traitement associée au HVAC 2 et relié aux bouches d’aération par exemple par liaisons filaires le long des conduits de flux d’air ou par liaisons sans fil. La commande des bouches d’aération consiste à orienter par exemple des ailettes (non représentées) disposées dans chaque bouche d’aération de façon à orienter l’air soufflé, à permettre totalement ou partiellement le passage d’air ou bloquer totalement ce passage d’air.
La répartition de ces bouches d’aération à l’avant du véhicule est visible sur la figure 2. Chaque bouche d’aération est la terminaison d’un conduit de flux d’air récupérant l’air depuis le HVAC 2 qui est considéré comme un générateur de flux d’air. On distingue des bouches d’aération 9, 10 réparties sur le bord de toit au-dessus des portières avant. Des bouches d’aération peuvent également être disposées au-dessus des portières arrière.
D’autres bous d’aération 11, 12 sont disposées le long des montants avant de chaque côté du pare-brise. On distingue également des bouches d’aération 13, 14 réparties sur le bord de toit au-dessus du pare-brise. Les bouches d’aération disposées du côté du conducteur sont orientées vers lui et soufflent des flux d’air permettant de créer un volume autour de lui à la température souhaitée. Il en va de même du côté conducteur.
On peut aussi envisager des conduits débouchant dans le toit au-dessus du pare-brise et diriger vers ce pare-brise pour réaliser le dégivrage/désembuage.
Selon l’invention, la répartition des bouches d’aération et leur commande permettent de souffler des flux d’air formant une bulle thermique à la température commandée par le conducteur ou le passager. Le parcours à l’air libre des flux d’air entre la bouche d’aération et le conducteur/passager est bien inférieur à celui des flux d’air dans les systèmes de l’art antérieur où la bouche d’aération est disposée sur la planche de bord.
Les bouches d’aération peuvent être commandées individuellement de façon à assurer une distribution homogène et intelligente de température autour du conducteur/passager.
Avec le système selon l’invention, le flux d’air provenant du HVAC 2 ne débouche pas sur la planche de bord, ce qui libère de l’espace et le design pour des écrans de commande et/ou d’affichage. Le confort thermique utilisateur est personnalisé et optimisé.
L’économie d’énergie est assurée en sollicitant moins le HVAC 2. En effet, le positionnement du circuit d’aération au plus proche de l’utilisateur permet de réduire le débit d’air soufflé et donc la consommation électrique du ventilateur de distribution d’air pulsé par le HVAC.
La figure 3 est une vue schématique en coupe de la gaine 3. On distingue les conduits 6 de flux d’air aptes à conduire l’air provenant du HVAC 2. Ces conduits sont disposés côte à côte les uns des autres. Des interstices entre les conduits véhiculent aussi de l’air provenant du HVAC 2. Dans l’exemple illustré, la gaine présente une forme cylindrique à section circulaire. Les conduits présentent la même forme cylindrique à section circulaire. Le diamètre de chaque conduit est inférieur au diamètre de la gaine de sorte que plusieurs conduits tiennent dans la gaine. Il est possible d’envisager des conduits d’une même gaine ayant des diamètres différents.
Sur la figure 4 est illustrée une partie de la gaine de vue de côté. On distingue des conduits 6 enrobés par la gaine 3. Les conduits sont prévus pour sortir de la gaine à des endroits différents correspondant à leurs fixations respectives dans le montant et sur le toit.
La figure 5 est une vue en coupe latérale illustrant l’intérieur de la gaine 3 à l’endroit où deux conduits 6 sortent de la gaine pour être fixés à la garniture du véhicule. Chaque conduit 6 comporte un coude pour sortir sur un côté latéral de la gaine 3 jusqu’à une garniture 15. Chaque conduit 6 débouche dans le véhicule. L’extrémité de chaque conduit 6 comporte une bouche d’aération 16 permettant de fixer le conduit et de réguler la sortie de l’air. La bouche d’aération est à l’intérieur du véhicule.
Sur la figure 6 on voit une structure des conduits de flux d’air en vue de coupe. Ces conduits sont fixés les uns aux autres. On distingue un conduit central, fixé à six conduits disposés sur tout le pourtour du conduit central. Ensuite, douze conduits sont disposés au pourtour des six conduits précédents. Un conduit sur deux parmi les douze conduits périphériques est solidaire à chaque conduit du groupe des six.
La figure 7 est une vue en coupe de la gaine. On distingue une couche externe 17 et une couche interne 18 dotée d’ouvertures de fixation 19.
La figure 8 est une vue en coupe de la structure de conduits de la figure 6 intégrée dans la gaine 3. Quatre des douze conduits périphériques comporte sur une surface externe une protubérance 20 destinée à venir en prise avec une ouverture de fixation 19 de la gaine 3.
Les conduits et la gaine peuvent être en plastique rigide, semi-rigide ou souple.
La figure 9 est une vue schématique d’une extrémité de la gaine 3 finissant en un conduit de flux d’air selon l’invention. On prévoit un bout de la gaine qui se termine par un rétrécissement du diamètre jusqu’à atteindre les dimensions d’un conduit. La gaine se transforme donc en conduit en bout de course pour être fixé à une garniture du véhicule notamment grâce à une bouche d’aération. L’air soufflé par cette gaine transformée en conduit est l’air provenant des interstices entre les conduits 6.
Le système selon la présente invention offre les avantages suivants:
- une intégration discrète et simple,
- un système de distribution d’air positionné en dehors de la zone de la planche du bord,
- une personnalisation de l’espace thermique utilisateur,
- des bouches d’aération pilotables et dynamiques pour assurer une meilleure distribution d’air,
- une possibilité d’avoir des bulles thermiques autour des utilisateurs.
L’invention concerne d’une manière générale l’habitacle de voitures automobiles. Les bouches d’aération sont positionnées dans de zones stratégiques pour répondre aux besoins utilisateur et pour moins encombrer la planche du bord.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention.
Claims (14)
- Système d’aération dans un véhicule automobile doté d’un générateur de flux d’air et d’un circuit de distribution de flux d’air, caractérisé en ce que le circuit de distribution de flux d’air comprend au moins un conduit de flux d’air ayant une première extrémité reliée au générateur de flux d’air et une seconde extrémité disposée dans un montant de la portière et débouchant dans le véhicule en direction d’un siège de conducteur ou passager.
- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde extrémité est disposée sur la partie supérieure du montant de la portière.
- Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de distribution de flux d’air comprend en outre au moins un conduit de flux d’air ayant une première extrémité reliée au générateur de flux d’air et une seconde extrémité disposée dans le toit et débouchant dans le véhicule.
- Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit au moins un conduit de flux d’air est disposé sur un bord du toit au-dessus d’une portière.
- Système selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu’au moins un conduit de flux d’air est disposé sur un bord du toit au-dessus du pare-brise.
- Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de distribution de flux d’air comprend plusieurs conduits de flux d’air ayant des premières extrémités reliées au générateur de flux d’air et des secondes extrémités disposées sur des montants avant et arrière et débouchant dans le véhicule.
- Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de distribution de flux d’air comprend plusieurs desdits au moins un conduit de flux d’air disposés dans une gaine entre le générateur de flux d’air et les secondes extrémités desdits conduits.
- Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que les conduits de flux d’air sont disposés libres dans la gaine, les espaces libres entre ces conduits de flux d’air étant remplis d’air.
- Système selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la gaine est en plastique et présente un diamètre inférieur à 5cm ou à 2cm.
- Système selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que une partie de la gaine à l’extrémité la plus éloignée du générateur de flux d’air ne comporte pas de conduits de flux d’air; les dimensions de cette partie de la gaine étant réduites de façon à constituer un conduit pour souffler les flux d’air véhiculés par les espaces libres.
- Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une unité de traitement configurée pour commander une bouche d’aération disposée sur la seconde extrémité de chaque conduit de flux d’air.
- Système selon la revendication 10, caractérisé en ce qu’il comprend des éléments piézoélectriques posés sur au moins une bouche d’aération pour commander l’orientation de cette bouche d’aération.
- Système selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu’il comprend des éléments piézoélectriques posés sur au moins une bouche d’aération pour commander l’ouverture et la fermeture de cette bouche d’aération.
- Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un conduit de flux d’air présente un diamètre inférieur ou égale à 5mm.
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2019
- 2019-12-31 FR FR1915783A patent/FR3105760B1/fr active Active
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