WO2025146366A1 - Procédé de désembuage ou de dégivrage d'un vitrage - Google Patents

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WO2025146366A1
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motor vehicle
temperature
glazing
air
safety margin
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PCT/EP2024/087572
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Pierre DUNAND
Xuejuan XU
Guillaume Pandraud
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Saint Gobain Sekurit France SAS
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Saint Gobain Sekurit France SAS
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    • H05B1/02Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227Applications
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    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields

Definitions

  • the dewpoint margin value is fixed in advance and cannot be changed.
  • the dewpoint margin must therefore be high enough to avoid fogging in most possible scenarios. Indeed, if the dewpoint margin value chosen is too low, the HVAC system will be inefficient under severe conditions.
  • the phase change temperature of the water is a liquid condensation temperature of the water
  • the method comprises a step of: e - determine the liquid condensation temperature of the water as a function of an air temperature measured in a passenger compartment of the motor vehicle and a relative humidity level of the air measured in the passenger compartment of the motor vehicle.
  • the phase change temperature of water is a solidification temperature of water.
  • the environmental parameters of the motor vehicle include at least one of the following parameters: - air temperature outside the motor vehicle, - a variation in the air temperature outside the motor vehicle over a predefined period of time, - a speed of the motor vehicle, - a variation in the speed of the motor vehicle over a predefined period of time, - a humidity level in the air inside the motor vehicle, - a variation in the humidity level of the air in the passenger compartment of the motor vehicle, over a predefined period of time, - a mode of operation of a ventilation and air conditioning system of the motor vehicle, - instantaneous power available in the vehicle to be consumed by the window heating system.
  • the value to which the safety margin is adjusted is determined from a correspondence table which associates pre-calculated values of safety margins with predefined values of environmental parameters of the vehicle.
  • step c comprises a calculation of the safety margin by applying a predefined mathematical function to the environmental parameters.
  • step b comprises controlling the heating system so that the heating system generates thermal power, the generated thermal power being selectively equal to zero or to a predefined non-zero value, depending on the difference between the determined deviation and the safety margin.
  • step b comprises modulating a thermal power generated by the heating system as a function of the difference between the determined deviation and the safety margin.
  • the invention further relates to a control unit of a glazing heating system, configured to execute the steps of the method as defined previously.
  • the invention also relates to a computer program product comprising program code instructions for executing the steps of the method as defined previously, when this program is executed by a computer.
  • the invention also relates to a computer-readable memory storing computer-executable instructions for executing the steps of the method as defined above.
  • the motor vehicle 1 shown comprises a glazed assembly 2.
  • the glazed assembly 2 comprises a glazing unit 3, for example a windshield glazing unit or a rear window glazing unit, which delimits a passenger compartment 4 of the motor vehicle.
  • the glazed assembly 2 comprises the glazing 3, and a heating system 5 for the glazing.
  • the term "glazing” refers to a structure comprising at least one sheet of organic or mineral glass.
  • the organic glass may consist of a compound comprising acrylates, preferably polymethyl methacrylate (PMMA).
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the organic glass may also consist of polycarbonate.
  • the glazing may be suitable for installation in a vehicle, particularly a motor vehicle.
  • the glazing 3 comprises a first sheet of glass 31 and a second sheet of glass 32.
  • the first sheet of glass 31 comprises a first face 311 intended to be in contact with an interior environment located inside the passenger compartment of the motor vehicle, and a second face 312, opposite the first face 311.
  • the second sheet of glass 32 comprises a third face 321, and a fourth face 322, opposite the third face 321 and intended to be in contact with an exterior environment located outside the passenger compartment of the motor vehicle.
  • the glazing 3 further comprises one or more interlayer sheet(s) 33 arranged between the first glass sheet 31 and the second glass sheet 32.
  • the glazing 3 comprises an interlayer sheet 33 formed from an adhesive material making it possible to secure the glass sheets 31 and 32 together, visually transparent and electrically insulating.
  • the interlayer 33 may be made of plastic, for example a viscoelastic polymer, such as polyvinyl butyral (PVB) or an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA).
  • the interlayer is preferably made of standard PVB or acoustic PVB (such as single-layer or tri-layer acoustic PVB).
  • the acoustic PVB may comprise three layers: two outer layers of standard PVB and an inner layer of PVB with added plasticizer to make it less rigid than the outer layers.
  • the heating system 5 of the glazing comprises a heating sheet 51, a first connection bar 52 and a second connection bar 53, making it possible to electrically connect the heating sheet 51 to an electric current supply source.
  • the heating sheet 51 is arranged between the first glass sheet 31 and the interlayer sheet 33.
  • the electrically conductive film 54 may be a metallic film, such as a silver-based metallic film for example.
  • the first connecting bar 52 and/or the second connecting bar 53 may be formed by printing or screen printing, or by welding a metal strip, before or after applying the electrically conductive film 54, to the first glass sheet 31.
  • the first connecting bar 52 and the second connecting bar 53 are formed from a material having a low resistance, much lower than the resistance of the material forming the electrically conductive film 54.
  • the first connecting bar 52 and the second connecting bar 53 may for example be formed from copper.
  • the block of sensitive material is not in contact with the electrically conductive film 51.
  • the interlayer sheet 33 insulates the block of sensitive material from the electrically conductive film 51.
  • the control unit 10 determines a phase change temperature of the water T3.
  • the phase change temperature of water T3 is the dew point temperature.
  • the control unit 10 determines the dew point temperature as a function of the temperature T2 of the air in the passenger compartment measured by the second temperature sensor 12, and the relative humidity rate RH of the air in the passenger compartment measured by the humidity sensor 13.
  • the control unit 10 determines a difference between the temperature T1 of the glazing 3 measured by the first temperature sensor 11 and the phase change temperature of the water T3.
  • the control unit 10 compares the determined deviation ⁇ T with a safety margin ⁇ T c .
  • the control unit 10 controls the heating system 5 to selectively activate or deactivate the heating system. For example, if the determined deviation ⁇ T is greater than the safety margin ⁇ T c , the heating mat 51 of the heating system 5 is not supplied with electric current. In other words, the electric current supplying the heating mat 51 is zero. On the other hand, if the determined deviation ⁇ T is less than or equal to the safety margin ⁇ T c , the control unit 10 triggers a supply of electric current to the heating mat 51, the electric current having a predefined non-zero value. In this case, the heating system 51 generates a thermal power having a predefined non-zero value.
  • control unit 10 controls the heating system 5 to modulate the thermal power generated by the heating system according to the determined difference ⁇ T.
  • control unit 10 may apply a PID (“proportional, integral, derivative”) control function.
  • PID proportional, integral, derivative
  • the regulation function receives as input a difference between the determined deviation ⁇ T and the safety margin ⁇ T c and generates as output a value of the electric current supplying the heating sheet 51.
  • the control unit 10 adjusts the safety margin ⁇ T c to a value which depends on one or more environmental parameter(s) of the motor vehicle.
  • the vehicle's environmental parameters include at least one of the following parameters: - air temperature outside the motor vehicle, - a variation in the air temperature outside the motor vehicle over a predefined period of time, - a speed of the motor vehicle, - a variation in the speed of the motor vehicle over a predefined period of time, - a humidity level in the air inside the motor vehicle, - a variation in the humidity level of the air in the passenger compartment of the motor vehicle, over a predefined period of time, - a mode of operation of a ventilation and air conditioning system of the motor vehicle, - instantaneous power available in the vehicle to be consumed by the window heating system.
  • These environmental parameters can be measured using sensors present in the motor vehicle. Alternatively, these environmental parameters can be calculated by the control unit 10 from other parameters measured using sensors present in the motor vehicle.
  • the correspondence table may include two pre-calculated safety margin values, namely: a first pre-calculated safety margin value and a second pre-calculated safety margin value, lower than the first pre-calculated safety margin value.
  • the safety margin ⁇ T c may be set to the first pre-calculated safety margin value.
  • the safety margin ⁇ T c may be set to the second pre-calculated safety margin value.
  • the lookup table may include a series of pre-calculated safety margin values, each pre-calculated safety margin value being associated with a pre-defined temperature of the air outside the motor vehicle, such that the lower the temperature of the air outside the motor vehicle, the higher the safety margin ⁇ T c .
  • the look-up table may comprise a series of pre-calculated safety margin values, each pre-calculated safety margin value being associated with a pre-defined temperature of the air outside the motor vehicle, a pre-defined speed of the motor vehicle and pre-defined heating powers, generated beforehand by the heating system.
  • the pre-calculated safety margin values may have been obtained from a physical model of the glazing making it possible to estimate a difference between a temperature of the glazing in a viewing zone 14 of the glazing 3 (i.e. an area through which the driver of the vehicle looks) and a temperature of the glazing measured by the first temperature sensor 11 outside the viewing zone 14 of the glazing 3 (for example in an area 13 covered with a visually opaque layer, surrounding the viewing zone 14).
  • the physical model of the glazing is, for example, the combination of a first model making it possible to estimate a temperature of the glazing at a given point on the glazing as a function of the power dissipated by the heating layer, and a second model making it possible to determine a map of the distribution of dissipated power which depends on a geometry of the glazing.
  • the physical model thus makes it possible to determine a temperature difference value between two distinct points on the glazing (namely a first point located in the viewing area of the glazing and a second point located outside the viewing area of the glazing).
  • the safety margin ⁇ T c is calculated by applying a predefined mathematical function to the environmental parameters.
  • the mathematical function may be a function to calculate a value of the safety margin ⁇ T c as a function of one or more environmental parameter values.
  • the mathematical function may have been obtained from historical data that has been measured on real glazing.
  • mist may appear on the glass at different speeds, particularly in the event of sudden acceleration of the motor vehicle, or when the "air recirculation" mode is activated.
  • the control unit repeats steps 101 to 105, for example with a predefined constant time interval between two successive executions of steps 101 to 105.
  • the phase change temperature of the water T3 is a solidification temperature of the water.
  • step 101 is not necessary. Indeed, the solidification temperature of the water does not depend on the relative humidity level of the air HR in the passenger compartment.
  • the control unit 10 only executes steps 102 to 105, repeats steps 102 to 105. The method 100 thus makes it possible to prevent the formation of frost on the glazing.
  • the method 100 it is implemented with two phase change temperatures: namely with the liquid condensation temperature of the water and with the solidification temperature of the water.
  • the method 100 thus makes it possible to prevent both the formation of fogging and the formation of frost on the glazing.
  • two separate safety margins are adjusted in parallel by the control unit 10: - a first safety margin which is compared with a first difference between the measured temperature of the glazing and the liquid condensation temperature of the water, and - a second safety margin which is compared with a second difference between the measured glazing temperature and the solidification temperature of the water.

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Abstract

L'invention concerne un procédé (100) de désembuage ou de dégivrage d'un vitrage faisant partie d'un ensemble vitré d'un véhicule automobile, l'ensemble vitré comprenant le vitrage et un système de chauffage pour chauffer le vitrage, le procédé (100) comprenant des étapes de: a) - déterminer un écart (ΔT) entre une température du vitrage mesurée (T1) et une température de changement de phase de l'eau (T3); b) - commander le système de chauffage (5) en fonction d'une différence entre l'écart déterminé (ΔT) et une marge de sécurité (ΔTc); c) – ajuster la marge de sécurité (ΔTc) à une valeur qui dépend de paramètres environnementaux du véhicule; et d) - répéter les étapes a) à c).

Description

Procédé de désembuage ou de dégivrage d’un vitrage Domaine de l’invention
L’invention concerne un procédé de désembuage ou de dégivrage d’un vitrage faisant partie d’un ensemble vitré d’un véhicule automobile.
Etat de la technique
Lors de l'apparition de gouttes de buée sur la face intérieure d'un vitrage d'un véhicule automobile, il est connu d'activer manuellement le système de chauffage, ventilation et climatisation (« heating, ventilation and air-conditioning » ou « HVAC » en anglais) du véhicule en mode désembuage, de sorte à provoquer une évaporation des gouttes de buée.
Toutefois, cette méthode peut déconcentrer le conducteur du véhicule. De plus, l’activation manuelle du système HVAC n’est réalisée que lorsque les gouttes de buée sont déjà apparues sur le vitrage et ont déjà dégradé la perception visuelle du conducteur au travers du vitrage.
Il existe des véhicules dans lesquels le système HVAC est commandé de manière automatique. Dans ce cas, le système HVAC comprend un capteur de température placé sur une surface interne du vitrage et un capteur d’humidité placé à l’intérieur de l’habitacle. A partir de la température et de l’humidité mesurées, un module de commande est capable de déterminer si une condition d’apparition de la buée existe et en conséquence d’activer le système HVAC en mode désembuage.
Le document US 2006/0004494 A1 décrit par exemple un procédé de désembuage d’un vitrage dans lequel un système HVAC est commandé en fonction d’un écart (« FM ») entre la température du vitrage et la température du point de rosée. A cet effet, cet écart (« FM ») est comparé à une marge de point de rosée (« DPM »). Si l’écart est supérieur à la marge de point de rosée plus une quantité préfinie (« DPM + A »), cela signifie qu’il n’y a pas de risque de formation de buée. Si l’écart est situé entre la marge de point de rosé (« DPM ») et la marge de point de rosée plus la quantité préfinie (« DPM + A »), cela signifie qu’il existe un certain risque de formation de buée et le système HVAC est commandé pour fonctionner à une puissance correspondante entre une puissance maximale (lorsque FM = DPM) et une puissance minimale (lorsque FM = DPM + A). Si l’écart est inférieur ou égal à la marge de point de rosée, cela signifie qu’il existe un risque imminent de formation de buée ou plus probablement que de la buée s’est déjà formée. La température du vitrage est estimée en fonction de la température de l’air dans l’habitacle, ainsi qu’éventuellement la vitesse du véhicule automobile. Le point de rosée est déterminé en fonction de la température et du taux d’humidité relative de l’air dans l’habitacle du véhicule automobile. La marge de point de rosée est prédéfinie à l’aide de tests sur le véhicule automobile. La marge de point de rosée prédéfinie sert à compenser les imprécisions intrinsèques du capteur d’humidité. Selon ce document, dans un exemple de réalisation, l’imprécision de la mesure du taux d’humidité relative a été déterminée comme étant égale à 8%, de sorte que la marge de point de rosée (« DPM ») a été déterminée comme étant égale à 2,3°Celsius et a été arrondie à 3°Celsius.
Dans un tel procédé, la valeur de la marge de point de rosée est fixée à l’avance, et n’est pas modifiable. La marge de point de rosée doit par conséquent être suffisamment élevée pour éviter la formation de buée dans la majorité des scenarios possibles. En effet, si la valeur de la marge de point de rosée choisie est trop faible, le système HVAC sera peu efficace dans des conditions sévères.
Cependant, plus la valeur de la marge de point de rosée choisie est élevée, plus la quantité d’énergie électrique consommée par le système HVAC sera élevée. En effet, plus la marge de point de rosée est élevée, plus le système HVAC est activé souvent et/ou est activé à une puissance élevée.
Un but de l’invention est de procurer un désembuage ou un dégivrage efficace d’un vitrage d’un véhicule automobile, tout en limitant la quantité d’énergie électrique consommée.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un procédé de désembuage ou de dégivrage d’un vitrage faisant partie d’un ensemble vitré d’un véhicule automobile, l’ensemble vitré comprenant le vitrage et un système de chauffage du vitrage, le procédé comprenant des étapes de :
a - déterminer un écart entre une température du vitrage mesurée et une température de changement de phase de l’eau ;
b - commander le système de chauffage en fonction d’une différence entre l’écart déterminé et une marge de sécurité ;
c – ajuster la marge de sécurité à une valeur qui dépend de paramètres environnementaux du véhicule ; et
d - répéter les étapes a à c.
Au lieu d’utiliser une marge de sécurité fixée à l’avance, le procédé de désembuage ou de dégivrage proposé permet d’ajuster de manière dynamique la marge de sécurité, en fonction de la situation, c’est-à-dire en fonction des paramètres environnementaux du véhicule automobile.
L’ajustement de la marge de sécurité permet de limiter la quantité d’énergie électrique consommée par le système de chauffage du vitrage, puisque la marge de sécurité est ajustée en permanence en fonction des paramètres environnementaux du véhicule automobile.
Le procédé peut en outre présenter les caractéristiques suivantes :
Selon un mode de mise en œuvre du procédé, la température de changement de phase de l’eau est une température de condensation liquide de l’eau, et le procédé comprend une étape de :
e - déterminer la température de condensation liquide de l’eau en fonction d’une température de l’air mesurée dans un habitacle du véhicule automobile et d’un taux d’humidité relative de l’air mesuré dans l’habitacle du véhicule automobile.
Selon un mode de mise en œuvre possible du procédé, la température de changement de phase de l’eau est une température de solidification de l’eau.
Selon un mode de mise en œuvre possible du procédé, les paramètres environnementaux du véhicule automobile comprennent l’un au moins des paramètres suivants :
- une température de l’air à l’extérieur du véhicule automobile,
- une variation de la température de l’air à l’extérieur du véhicule automobile au cours d’une période de temps prédéfinie,
- une vitesse du véhicule automobile,
- une variation de la vitesse du véhicule automobile au cours d’une période de temps prédéfinie,
- un taux d’humidité de l’air dans l’habitacle du véhicule automobile,
- une variation du taux d’humidité de l’air dans l’habitacle du véhicule automobile, au cours d’une période de temps prédéfinie,
- un mode de fonctionnement d’un système de ventilation et de conditionnement de l’air du véhicule automobile,
- une puissance instantanée disponible dans le véhicule pour être consommée par le système de chauffage du vitrage.
Selon un mode de mise en œuvre possible du procédé, la valeur à laquelle la marge de sécurité est ajustée est déterminée à partir d’une table de correspondance qui associe à des valeurs prédéfinies de paramètres environnementaux du véhicule, des valeurs précalculées de marges de sécurité.
Selon un mode de mise en œuvre possible du procédé, l’étape c comprend un calcul de la marge de sécurité en appliquant une fonction mathématique prédéfinie aux paramètres environnementaux.
Selon un mode de mise en œuvre possible du procédé, l’étape b comprend commander le système de chauffage pour que le système de chauffage génère une puissance thermique, la puissance thermique générée étant sélectivement égale à zéro ou à une valeur non-nulle prédéfinie, en fonction de la différence entre l’écart déterminé et la marge de sécurité.
Selon un mode de mise en œuvre possible du procédé, l’étape b comprend moduler une puissance thermique générée par le système de chauffage en fonction de la différence entre l’écart déterminé et la marge de sécurité.
Selon un autre aspect, l’invention concerne en outre une unité de commande d’un système de chauffage d’un vitrage, configurée pour exécuter les étapes du procédé tel que défini précédemment.
Selon un autre aspect, l’invention concerne également un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé tel que défini précédemment, lorsque ce programme est exécuté par un ordinateur.
Selon un autre aspect, l’invention concerne également une mémoire lisible par ordinateur stockant des instructions exécutables par l’ordinateur pour l’exécution des étapes du procédé tel que défini précédemment.
Présentation des dessins
D’autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles :
- la représente, de manière schématique, un véhicule automobile incluant un ensemble vitré,
- la représente, de manière schématique, un ensemble vitré, conforme à un mode de réalisation de l’invention,
– la représente, de manière schématique, l’ensemble vitré de la , selon une vue en coupe,
– la représente, de manière schématique, l’ensemble vitré de la , selon une vue éclatée,
– la représente, de manière schématique, des étapes d’un procédé de désembuage ou de dégivrage d’un vitrage faisant partie d’un ensemble vitré, conforme à un mode de réalisation de l’invention,
– la représente, de manière schématique un exemple de fonction de régulation pouvant être mise en œuvre pour commander un système de chauffage de l’ensemble vitré.
Description détaillée d’un mode de realisation
Sur la , le véhicule automobile 1 représenté comprend ensemble vitré 2. L’ensemble vitré 2 comprend un vitrage 3, par exemple un vitrage de pare-brise ou un vitrage de lunette arrière, qui délimite un habitacle 4 du véhicule automobile.
Comme illustré sur les figures 2 à 4, l’ensemble vitré 2 comprend le vitrage 3, et un système de chauffage 5 du vitrage.
Le terme « vitrage » désigne une structure comprenant au moins une feuille de verre organique ou minérale. Le verre organique peut être constitué d’un composé comprenant des acrylates, préférentiellement du polyméthacrylate de méthyle (d’acronyme PMMA). Le verre organique peut également être constitué de polycarbonate. Le vitrage peut être adapté à être monté dans un véhicule, notamment un véhicule automobile.
Dans l’exemple illustré sur les figures 2 à 4, le vitrage 3 comprend une première feuille de verre 31 et une deuxième feuille de verre 32. La première feuille de verre 31 comprend une première face 311 destinée à être en contact avec un milieu intérieur situé à l’intérieur de l’habitacle du véhicule automobile, et une deuxième face 312, opposée à la première face 311. La deuxième feuille de verre 32 comprend une troisième face 321, et une quatrième face 322, opposée à la troisième face 321 et destinée à être en contact avec un milieu extérieur situé à l’extérieur de l’habitacle du véhicule automobile.
Le vitrage 3 comprend en outre une ou plusieurs feuille(s) intercalaire(s) 33 disposées entre la première feuille de verre 31 et la deuxième feuille de verre 32.
Dans l’exemple illustré sur les figures 2 à 4, le vitrage 3 comprend une feuille intercalaire 33 formée en un matériau adhésif permettant de solidariser les feuilles de verre 31 et 32 entre elles, visuellement transparent et électriquement isolant.
La feuille intercalaire 33 peut être en matière plastique, par exemple en un polymère viscoélastique, tel que le polyvinyle de butyral (PVB) ou un copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA). La feuille intercalaire est de préférence en PVB standard ou en PVB acoustique (tel que le PVB acoustique mono-couche ou tri-couche). Le PVB acoustique peut comprendre trois couches : deux couches externes en PVB standard et une couche interne en PVB additionné de plastifiant de manière à la rendre moins rigide que les couches externes.
Le système de chauffage 5 du vitrage comprend une nappe chauffante 51, une première barre de connexion 52 et une deuxième barre de connexion 53, permettant de raccorder électriquement la nappe chauffante 51 à une source d’alimentation en courant électrique.
Dans l’exemple illustré sur les figures 2 à 4, la nappe chauffante 51 est disposée entre la première feuille de verre 31 et la feuille intercalaire 33.
Dans cet exemple, la nappe chauffante 51 comprend un film électriquement conducteur 54 recouvrant la deuxième face 312 de la première feuille de verre 31.
Le film électriquement conducteur 54 peut être un film métallique, tel qu’un film métallique à base d’argent par exemple.
Chacune de la première barre de connexion 52 et de la deuxième barre de connexion 53 s’étend entre la première feuille de verre 31 et la feuille intercalaire 33, et est disposée en contact avec le film électriquement conducteur 54.
Dans l’exemple illustré sur les figures 2 à 4, la première barre de connexion 52 se présente sous la forme d’une première bande en matériau électriquement conducteur s’étendant le long d’un premier bord transversal du vitrage 3. La deuxième barre de connexion 53 se présente également sous la forme d’une deuxième bande en matériau électriquement conducteur s’étendant le long d’un deuxième bord transversal du vitrage 3, opposé au premier bord transversal.
La première barre de connexion 52 et/ou la deuxième barre de connexion 53 peuvent être formées par impression ou par sérigraphie, ou encore par soudage d’une bande métallique, avant ou après application du film électriquement conducteur 54, sur la première feuille de verre 31. La première barre de connexion 52 et la deuxième barre de connexion 53 sont formées en un matériau présentant une résistance faible, très inférieure à la résistance du matériau formant le film électriquement conducteur 54. La première barre de connexion 52 et la deuxième barre de connexion 53 peuvent par exemple être formées en cuivre.
La première barre de connexion 52 et la deuxième barre de connexion 53 fonctionnement comme des électrodes. Lorsqu’une tension d’alimentation électrique est appliquée entre la première barre de connexion 52 et la deuxième barre de connexion 53, un courant électrique se propage entre les deux barres de connexion dans le film électriquement conducteur 54, ce qui provoque un dégagement de chaleur du film électriquement conducteur 54 par effet Joule.
Comme illustré sur les figures 2 à 4, l’ensemble vitré 2 comprend en outre un premier capteur de température 11, un deuxième capteur de température 12 et un capteur d’humidité 13.
Le premier capteur de température 11 est configuré pour mesurer une température du vitrage 3 (première température T1).
Le premier capteur de température 11 peut par exemple comprendre une thermistance. La thermistance comprend un bloc en matériau sensible (par exemple un matériau semi-conducteur d’oxyde métallique qui peut être encapsulé entre deux films de polymère). Le bloc en matériau sensible présente une résistance dont la valeur varie en fonction de la température du bloc en matériau sensible.
Le bloc en matériau sensible peut être disposé entre la feuille intercalaire 33 et la deuxième feuille de verre 32.
De cette manière, le bloc en matériau sensible n’est pas en contact avec le film électriquement conducteur 51. En effet, la feuille intercalaire 33 isole le bloc en matériau sensible du film électriquement conducteur 51.
Alternativement, le bloc en matériau sensible peut être disposé à l’intérieur de la feuille intercalaire 33. Au cours de la fabrication du vitrage 3, le bloc en matériau sensible peut d’abord être placé dans l’empilement de feuilles, entre la deuxième feuille de verre 32 et la feuille intercalaire 33, de sorte que lorsque les feuilles sont laminées ensemble, le bloc en matériau sensible est poussé à l’intérieur du matériau ramolli de la feuille intercalaire 33 sous l’effet de la pression exercée sur l’empilement de feuilles.
Le bloc en matériau sensible présente de préférence une forme plane. Le bloc en matériau sensible peut par exemple présenter une largeur comprise dans une plage allant de 0,5 à 3 millimètres (par exemple 0,5 millimètre), une longueur comprise dans une plage allant de 1 à 6 millimètres (par exemple 1 millimètre) et une épaisseur de l’ordre de quelques centaines de microns (par exemple 500 micromètres).
Le matériau du bloc en matériau sensible est choisi pour être capable mesurer des valeurs de température dans une gamme allant par exemple de - 50°Celsius jusqu’à + 125°Celsius, ou à tout le moins dans une gamme allant de - 40°Celsius jusqu’à + 85°Celsius, avec une tolérance allant jusqu'à ±1,0% à 25°Celsius.
Le premier capteur de température 11 est propre à générer un premier signal S1 de mesure de température représentatif de la température T1 du vitrage 3.
Le deuxième capteur de température 12 est configuré pour mesurer une température de l’air contenu dans l’habitacle du véhicule automobile (deuxième température T2).
Le deuxième capteur de température 12 peut comprendre une sonde fixée sur le vitrage 3 à l’intérieur de l’habitacle, par exemple fixée sur la première face 311 de la première feuille de verre 31. Le deuxième capteur de température 12 est agencé pour acquérir la température de l’air en un premier point 7 extérieur au vitrage 3.
Le deuxième capteur 12 de température peut être un capteur de température de bande interdite. Un tel capteur comprend un matériau semi-conducteur et est configuré pour déterminer une température de l’air ambiant à partir de la caractérisation d’une bande interdite du matériau semi-conducteur.
Le deuxième capteur de température 12 est propre à générer un deuxième signal de mesure de température S2 représentatif de la température T2 de l’air dans l’habitacle du véhicule automobile.
Le capteur d’humidité 13 est configuré pour mesurer un taux d’humidité relative de l’air dans l’habitacle du véhicule automobile. Le capteur d’humidité 13 est agencé pour acquérir un taux d’humidité relative RH de l’air en un deuxième point 9 extérieur au vitrage 3.
Le capteur d’humidité 13 peut comprendre une sonde fixée sur le vitrage 3, à l’intérieur de l’habitacle, par exemple fixée sur la première face 311 de la première feuille de verre 31.
Le capteur d’humidité 13 peut être un capteur de type capacitif configuré pour acquérir un taux d’humidité relative RH de l’air.
Le capteur d’humidité 13 est propre à générer un troisième signal de mesure de taux d’humidité S3 représentatif du taux d’humidité relative de l’air dans l’habitacle du véhicule automobile.
Comme illustré sur les figures 2 et 3, le deuxième capteur de température 12 et le capteur d’humidité 13 peuvent être intégrés ensemble dans un même composant. De cette manière, la température T2 et le taux d’humidité relative RH de l’air dans l’habitacle sont mesurés au même endroit de l’habitacle. Plus précisément, le premier point 7 peut coïncider avec le deuxième point 9. Par « coïncider », on entend que la distance entre le premier point 7 et le deuxième point 9 est inférieure à 5 mm, de préférence inférieure à 2 mm, de préférence inférieure à 1 mm.
Le taux d’humidité relative de l'air RH, ou degré hygrométrique, est le rapport entre la pression partielle de la vapeur d'eau contenue dans l'air et la pression de vapeur saturante à la même température. Autrement dit, le taux d’humidité relative est représentatif du rapport entre la quantité de vapeur d'eau contenue dans l'air et la quantité maximale de vapeur d’eau que l’air est capable de contenir à cette température. La quantité maximale de vapeur d’eau que l’air est capable de contenir change avec la température de l’air. Ainsi, à partir du taux d’humidité relative de l’air, et de la température de l’air, il est possible de déterminer une température de rosée, c’est-à-dire une température de condensation liquide de l’eau.
Le système de chauffage 5 est commandé par une unité de commande 10. L’unité de commande 10 peut être une unité de commande dédiée au système de chauffage 5 ou faire partie de l’unité de commande électronique (ECU) du véhicule automobile qui sert à commander des composants du véhicule automobile, autres que le système de chauffage du vitrage.
L’unité de commande 10 est propre à recevoir le premier signal de mesure S1 en provenance du premier capteur de température 11, le deuxième signal de mesure S2 en provenance du deuxième capteur de température 12 et le troisième signal de mesure S3 en provenance du capteur d’humidité 13, et à générer un signal de commande S4 pour commander une alimentation en courant électrique de la nappe chauffante 51, en fonction du premier signal de mesure S1, du deuxième signal de mesure S2 et du troisième signal de mesure S3.
La nappe chauffante 51 est alimentée en courant électrique via les barres de connexion 52 et 53, de manière à empêcher l’apparition de buée ou à éliminer la buée sur le vitrage 3, en particulier sur la première face 311 de la première feuille de verre 31 en contact avec l’air ambiant dans l’habitacle du véhicule automobile.
A cet effet, l’unité de commande 10 est programmée pour exécuter des étapes d’un procédé de commande.
La représente de manière schématique des étapes d’un procédé de commande 100 conforme à un mode de réalisation possible de l’invention.
Selon une première étape 101, l’unité de commande 10 détermine une température de changement de phase de l’eau T3.
Dans cet exemple, la température de changement de phase de l’eau T3 est la température de rosée.
L’unité de commande 10 détermine la température de rosée en fonction de la température T2 de l’air dans l’habitacle mesurée par le deuxième capteur de température 12, et du taux d’humidité relative RH de l’air dans l’habitacle mesuré par le capteur d’humidité 13.
Selon une deuxième étape 102, l’unité de commande 10 détermine un écart entre la température T1 du vitrage 3 mesurée par le premier capteur de température 11 et la température de changement de phase de l’eau T3.
Selon une troisième étape 103, l’unité de commande 10 compare l’écart déterminé ΔT avec une marge de sécurité ΔTc.
Selon une quatrième étape 104, l’unité de commande 10 commande le système de chauffage 5 en fonction du résultat de cette comparaison.
Selon une première possibilité, l’unité de commande 10 commande le système de chauffage 5 pour sélectivement activer ou désactiver le système de chauffage. Par exemple, si l’écart déterminé ΔT est supérieur à la marge de sécurité ΔTc, la nappe chauffante 51 du système de chauffage 5 n’est pas alimentée en courant électrique. Autrement dit, le courant électrique alimentant la nappe chauffante 51 est nul. En revanche, si l’écart déterminé ΔT est inférieur ou égal à la marge de sécurité ΔTc, l’unité de commande 10 déclenche une alimentation en courant électrique de la nappe chauffante 51, le courant électrique présentant une valeur non-nulle prédéfinie. Dans ce cas, le système de chauffage 51 génère une puissance thermique présentant une valeur non-nulle prédéfinie.
Selon une deuxième possibilité, l’unité de commande 10 commande le système de chauffage 5 pour moduler la puissance thermique générée par le système de chauffage en fonction de l’écart déterminé ΔT.
Par exemple, l’unité de commande 10 peut appliquer une fonction de régulation PID (« proportionnel, intégral, dérivé »). Comme illustré sur la , la fonction de régulation reçoit en entrée une différence entre l’écart déterminé ΔT et la marge de sécurité ΔTc et génère en sortie une valeur du courant électrique d’alimentation de la nappe chauffante 51.
Selon une cinquième étape 105, l’unité de commande 10 ajuste la marge de sécurité ΔTc à une valeur qui dépend d’un ou de plusieurs paramètre(s) environnemental(ux) du véhicule automobile.
Les paramètres environnementaux du véhicule comprennent l’un au moins des paramètres suivants :
- une température de l’air à l’extérieur du véhicule automobile,
- une variation de la température de l’air à l’extérieur du véhicule automobile au cours d’une période de temps prédéfinie,
- une vitesse du véhicule automobile,
- une variation de la vitesse du véhicule automobile au cours d’une période de temps prédéfinie,
- un taux d’humidité de l’air dans l’habitacle du véhicule automobile,
- une variation du taux d’humidité de l’air dans l’habitacle du véhicule automobile, au cours d’une période de temps prédéfinie,
- un mode de fonctionnement d’un système de ventilation et de conditionnement de l’air du véhicule automobile,
- une puissance instantanée disponible dans le véhicule pour être consommée par le système de chauffage du vitrage.
Ces paramètres environnementaux peuvent être mesurés à l’aide de capteurs présents dans le véhicule automobile. Alternativement, ces paramètres environnementaux peuvent être calculés par l’unité de commande 10 à partir d’autres paramètres mesurés à l’aide de capteurs présents dans le véhicule automobile.
Selon une première possibilité, la valeur à laquelle la marge de sécurité ΔTc est ajustée est déterminée à partir d’une table de correspondance (« look-up table ») qui associe à des valeurs prédéfinies de paramètres environnementaux du véhicule, des valeurs précalculées de marges de sécurité.
Par exemple, la table de correspondance peut inclure deux valeurs précalculées de marge de sécurité, à savoir : une première valeur de marge de sécurité précalculée et une deuxième valeur de marge de sécurité précalculée, inférieure à la première valeur de marge de sécurité précalculée. Si le mode « recyclage de l'air » du système de ventilation et de conditionnement de l’air du véhicule automobile est activé (i.e. l’air propulsé dans l’habitacle du véhicule automobile par le système de ventilation et de conditionnement, provient de l’intérieur de l’habitacle), la marge de sécurité ΔTc peut être fixée à la première valeur de marge de sécurité précalculée. En revanche, si le mode « recyclage de l'air » du système de ventilation et de conditionnement de l’air du véhicule automobile est désactivé (i.e. l’air propulsé dans l’habitacle du véhicule automobile par le système de ventilation et de conditionnement, provient de l’extérieur de l’habitacle), la marge de sécurité ΔTc peut être fixée à la deuxième valeur de marge de sécurité précalculée.
Selon un autre exemple, la table de correspondance peut comprendre une série de valeurs de marge de sécurité précalculées, chaque valeur précalculée de marge de sécurité étant associée à une température prédéfinie de l’air à l’extérieur du véhicule automobile, de telle sorte que plus la température de l’air à l’extérieur du véhicule automobile est basse, plus la marge de sécurité ΔTc est élevée.
Selon encore un autre exemple, la table de correspondance peut comprendre une série de valeurs précalculées de marge de sécurité, chaque valeur de marge de sécurité précalculée étant associée à une température prédéfinie de l’air à l’extérieur du véhicule automobile, une vitesse prédéfinie du véhicule automobile et à des puissances de chauffage prédéfinies, générées préalablement par le système de chauffage. Les valeurs de marge de sécurité précalculées peuvent avoir été obtenues à partir d’un modèle physique du vitrage permettant d’estimer une différence entre une température du vitrage dans une zone de vision 14 du vitrage 3 (i.e. une zone à travers laquelle le conducteur du véhicule regarde) et une température du vitrage mesurée par le premier capteur de température 11 hors de la zone de vision 14 du vitrage 3 (par exemple dans une zone 13 recouverte d’une couche visuellement opaque, entourant la zone de vision 14).
Le modèle physique du vitrage est par exemple la combinaison d’un premier modèle permettant d’estimer une température du vitrage en un point donné du vitrage en fonction de la puissance dissipée par la nappe chauffante, et d’un deuxième modèle permettant de déterminer une cartographie de distribution de puissance dissipée qui dépend d’une géométrie du vitrage. Le modèle physique permet ainsi de déterminer une valeur de différence de température entre deux points distincts du vitrage (à savoir un premier point situé dans la zone de vision du vitrage et un deuxième point situé hors de la zone de vision du vitrage).
Selon une deuxième possibilité, la marge de sécurité ΔTc est calculée en appliquant aux paramètres environnementaux, une fonction mathématique prédéfinie.
Par exemple, la fonction mathématique peut être une fonction permettant de calculer une valeur de la marge de sécurité ΔTc en fonction d’une ou plusieurs valeur(s) de paramètre(s) environnementaux. La fonction mathématique peut avoir été obtenue à partir de données d’historique ayant été mesurées sur un vitrage réel.
En fonction de différents paramètres environnementaux, tels que la vitesse du véhicule automobile, ou le taux de renouvellement de l’air dans l’habitacle du véhicule automobile, de la buée peut apparaître sur le vitrage à des vitesses différentes, en particulier en cas d’accélération soudaine du véhicule automobile, ou lorsque le mode « recyclage de l’air » est activé.
L’unité de commande répète les étapes 101 à 105, par exemple avec un intervalle de temps constant prédéfini entre deux exécutions successives des étapes 101 à 105.
Dans un autre exemple de réalisation du procédé 100, la température de changement de phase de l’eau T3 est une température de solidification de l’eau. Dans ce cas, l’étape 101 n’est pas nécessaire. En effet, la température de solidification de l’eau ne dépend pas du taux d’humidité relative de l’air HR dans l’habitacle. L’unité de commande 10 exécute uniquement les étapes 102 à 105, répète les étapes 102 à 105. Le procédé 100 permet ainsi d’empêcher la formation de givre sur le vitrage.
Dans encore un autre exemple de réalisation du procédé 100, celui-ci est mis en œuvre avec deux températures de changement de phase : à savoir avec la température de condensation liquide de l’eau et avec la température de solidification de l’eau. Le procédé 100 permet ainsi à la fois d’empêcher la formation de buée et la formation de givre sur le vitrage. Dans ce cas, deux marges de sécurité distinctes sont ajustées en parallèle par l’unité de commande 10 :
- une première marge de sécurité qui est comparée avec un premier écart entre la température du vitrage mesurée et la température de condensation liquide de l’eau, et
- une deuxième marge de sécurité qui est comparée avec un deuxième écart entre la température du vitrage mesurée et la température de solidification de l’eau.

Claims (11)

  1. Procédé (100) de désembuage ou de dégivrage d’un vitrage (3) faisant partie d’un ensemble vitré (2) d’un véhicule automobile (1), l’ensemble vitré (2) comprenant le vitrage (3) et un système de chauffage (5) pour chauffer le vitrage (3), le procédé (100) comprenant des étapes de :
    a - déterminer un écart (ΔT) entre une température du vitrage mesurée (T1) et une température de changement de phase de l’eau (T3) ;
    b - commander le système de chauffage (5) en fonction d’une différence entre l’écart déterminé (ΔT) et une marge de sécurité (ΔTc) ;
    c – ajuster la marge de sécurité (ΔTc) à une valeur qui dépend de paramètres environnementaux du véhicule ; et
    d - répéter les étapes a à c.
  2. Procédé (100) selon la revendication 1, dans lequel la température de changement de phase de l’eau (T3) est une température de condensation liquide de l’eau, et le procédé comprend une étape de :
    e - déterminer la température de condensation liquide de l’eau en fonction d’une température de l’air (T2) mesurée dans un habitacle du véhicule automobile et d’un taux d’humidité relative de l’air (RH) mesuré dans l’habitacle du véhicule automobile.
  3. Procédé (100) selon la revendication 1, dans lequel la température de changement de phase de l’eau (T3) est une température de solidification de l’eau.
  4. Procédé (100) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel les paramètres environnementaux du véhicule automobile comprennent l’un au moins des paramètres suivants :
    - une température de l’air à l’extérieur du véhicule automobile,
    - une variation de la température de l’air à l’extérieur du véhicule automobile au cours d’une période de temps prédéfinie,
    - une vitesse du véhicule automobile,
    - une variation de la vitesse du véhicule automobile au cours d’une période de temps prédéfinie,
    - un taux d’humidité de l’air dans l’habitacle du véhicule automobile,
    - une variation du taux d’humidité de l’air dans l’habitacle du véhicule automobile, au cours d’une période de temps prédéfinie,
    - un mode de fonctionnement d’un système de ventilation et de conditionnement de l’air du véhicule automobile,
    - une puissance instantanée disponible dans le véhicule pour être consommée par le système de chauffage du vitrage.
  5. Procédé (100) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la valeur à laquelle la marge de sécurité (ΔTc) est ajustée est déterminée à partir d’une table de correspondance qui associe à des valeurs prédéfinies de paramètres environnementaux du véhicule, des valeurs précalculées de marges de sécurité.
  6. Procédé (100) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’étape c comprend un calcul de la marge de sécurité (ΔTc) en appliquant une fonction mathématique prédéfinie aux paramètres environnementaux.
  7. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel l’étape b comprend commander le système de chauffage (5) pour que le système de chauffage (5) génère une puissance thermique, la puissance thermique générée étant sélectivement égale à zéro ou à une valeur non-nulle prédéfinie, en fonction de la différence entre l’écart déterminé (ΔT) et la marge de sécurité (ΔTc).
  8. Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel l’étape b comprend moduler une puissance thermique générée par le système de chauffage en fonction de la différence entre l’écart déterminé (ΔT) et la marge de sécurité (ΔTc).
  9. Unité de commande (10) d’un système de chauffage (5) d’un vitrage (3), configurée pour exécuter les étapes du procédé selon l’une des revendications 1 à 8.
  10. Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé selon l’une des revendications 1 à 8, lorsque ce programme est exécuté par un ordinateur.
  11. Mémoire lisible par ordinateur stockant des instructions exécutables par l’ordinateur pour l’exécution des étapes du procédé selon l’une des revendications 1 à 8.
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