FR2862912A1 - Heating and air-conditioning system controlling process for motor vehicle, involves estimating cab interior temperature based on thermal energy and temperature signal, and controlling system based on set point and interior temperature - Google Patents
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Abstract
Description
2862912 12862912 1
Procédé de commande d'un système de chauffage et climatisation de véhicule automobile et dispositif de commande pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. A method of controlling a heating and air-conditioning system of a motor vehicle and a control device for carrying out such a method.
La présente invention concerne les systèmes de chauffage et climatisation de véhicule automobile régulés, et plus particulièrement un procédé de commande d'un système de chauffage et climatisation, ainsi qu'un dispositif de mise en oeuvre d'un tel procédé. The present invention relates to regulated heating and air-conditioning systems of a motor vehicle, and more particularly to a method of controlling a heating and air conditioning system, and to a device for implementing such a method.
Les systèmes de chauffage et climatisation comprennent généralement des moyens d'admission d'air, des moyens de traitement de l'air comprenant un aérotherme pour chauffer l'air admis, un évaporateur pour refroidir l'air admis, et des moyens pour pulser l'air traité dans un habitacle, afin de chauffer ou de refroidir ce dernier. Des moyens de régulation et de commande agissent sur les éléments du système de chauffage et climatisation, par exemple en fonction d'une température extérieure, d'une température d'habitacle, d'une température d'aérotherme, d'une température d'évaporateur, ou d'un niveau d'ensoleillement, afin de maintenir une température déterminée dans l'habitacle, en fonction d'une température de consigne requise par les occupants. The heating and air conditioning systems generally comprise air intake means, air treatment means comprising a heater for heating the intake air, an evaporator for cooling the intake air, and means for pulsating the air. treated air in a cabin, in order to heat or cool it. Control and control means act on the elements of the heating and air conditioning system, for example as a function of an outside temperature, a cabin temperature, a heater temperature, a temperature of evaporator, or a level of sunshine, in order to maintain a determined temperature in the passenger compartment, according to a set temperature required by the occupants.
La température d'habitacle est une information importante pour la régulation car elle correspond à la sensation perçue par les occupants. Une sonde de température est souvent disposée dans l'habitacle, et une régulation est effectuée en comparant une température de consigne et une température d'habitacle fournie par la sonde. The cabin temperature is important information for the regulation because it corresponds to the sensation perceived by the occupants. A temperature sensor is often placed in the cockpit, and regulation is performed by comparing a set temperature and a cabin temperature provided by the probe.
Néanmoins, les mesures de température d'habitacle sont difficiles à réaliser. En effet, la sonde disposée dans l'habitacle ne mesure en fait que la température à proximité de la sonde et des variations de températures peuvent exister entre différentes zones de l'habitacle. Par ailleurs, la sonde de température d'habitacle est généralement placée sur un support qui est un habillage intérieur de l'habitacle, réalisé le plus souvent en matériau plastique. Or de tels supports possèdent une inertie thermique importante et la température du support diffère de la température d'habitacle, ce qui influence et fausse les mesures réalisées par la sonde, et perturbe la régulation du système de chauffage et climatisation. Nevertheless, measurements of cabin temperature are difficult to achieve. Indeed, the probe disposed in the passenger compartment actually measures the temperature in the vicinity of the probe and temperature variations may exist between different areas of the passenger compartment. Furthermore, the cabin temperature sensor is generally placed on a support which is an interior trim of the passenger compartment, most often made of plastic material. However, such supports have a significant thermal inertia and the temperature of the support differs from the cabin temperature, which influences and distorts the measurements made by the probe, and disrupts the regulation of the heating and air conditioning system.
Afin de limiter les perturbations d'une sonde de température d'habitacle, on a proposé des sondes isolées et ventilées disposées dans un flux d'air provenant de l'habitacle, pour obtenir des mesures plus justes de la température d'habitacle. Un flux d'air est généré par aspiration, par un ensemble de conduites provoquant un appel d'air, ou par un ventilateur. On pourra se référer par exemple aux documents DE 4 142 648, JP 60 042 111 et FR 2 644 583. In order to limit the disturbances of a cabin temperature sensor, insulated and ventilated probes arranged in a flow of air from the passenger compartment have been proposed to obtain more accurate measurements of the cabin temperature. An air flow is generated by suction, by a set of pipes causing a call for air, or by a fan. For example, documents DE 4 142 648, JP 60 042 111 and FR 2 644 583 may be referred to.
Néanmoins, les systèmes de ventilation ne sont pas satisfaisants, car ils présentent des inconvénients, en termes de surcoût, de fiabilité, et d'efficacité, notamment dans le cas de ventilation par aspiration ou appel d'air, ou encore en termes de durée de vie et de nuisance sonore, notamment dans le cas d'un ventilateur dédié. However, the ventilation systems are not satisfactory because they have disadvantages, in terms of additional cost, reliability, and efficiency, especially in the case of ventilation by suction or air intake, or in terms of duration of life and noise, especially in the case of a dedicated fan.
Le document US 2002/0048308 propose un dispositif de sonde non ventilée comprenant une sonde de température disposée derrière une paroi de l'habitacle et un conducteur de chaleur traversant la paroi de façon à être sensible à la température régnant à proximité de la paroi dans l'habitacle, le conducteur étant couplé thermiquement au capteur et destiné à augmenter un flux thermique entre l'habitacle et la sonde. Ce document prévoit en outre de réaliser des corrections de la mesure réalisée par la sonde. Document US 2002/0048308 proposes an unventilated probe device comprising a temperature probe disposed behind a wall of the passenger compartment and a heat conductor passing through the wall so as to be sensitive to the temperature prevailing near the wall in the room. cockpit, the conductor being thermally coupled to the sensor and for increasing a heat flow between the passenger compartment and the probe. This document also provides for corrections of the measurement made by the probe.
Toutefois, un tel dispositif ne donne pas satisfaction, car il est compliqué et coûteux. En effet, il nécessite un support et un conducteur de chaleur supplémentaire ainsi que des moyens de correction. However, such a device is not satisfactory because it is complicated and expensive. Indeed, it requires a support and an additional heat conductor and correction means.
Un but de la présente invention est de proposer un procédé de commande d'un système de chauffage et climatisation permettant de s'affranchir de l'influence thermique d'éléments de l'habitacle sur une sonde de température, et pouvant être mise en oeuvre à l'aide d'un dispositif simple, fiable, de coût de fabrication faible, et ne provoquant pas de nuisances. An object of the present invention is to provide a control method of a heating and air conditioning system to overcome the thermal influence of cabin elements on a temperature sensor, and can be implemented using a simple device, reliable, low manufacturing cost, and not causing nuisance.
Dans un tel procédé de commande d'un système de chauffage et climatisation pour véhicule automobile, on estime une température d'habitacle en fonction de l'énergie thermique apportée par le système de chauffage et climatisation et du signal de température intérieure fourni par une sonde fournissant un signal de température intérieure représentatif de la température régnant dans l'habitacle du véhicule, et on commande le système de chauffage et climatisation en fonction de la consigne et de la température d'habitacle. In such a control method of a heating and air conditioning system for a motor vehicle, an interior temperature is estimated as a function of the thermal energy supplied by the heating and air-conditioning system and the internal temperature signal supplied by a probe. providing an interior temperature signal representative of the temperature prevailing in the passenger compartment of the vehicle, and controlling the heating and air conditioning system according to the set point and the cabin temperature.
Par température intérieure , on entend la température qui peut être déduite d'un signal fourni par la sonde disposée dans ou à proximité de l'habitacle et qui correspond à le température dans une région de l'habitacle entourant la sonde, et par température d'habitacle , on entend une température représentative de la perception qu'un occupant peut avoir de la température dans l'habitacle, par exemple une température moyenne dans l'habitacle dans son ensemble, dans une région d'occupants avant ou une région d'occupants arrière de l'habitacle. Indoor temperature means the temperature that can be deduced from a signal provided by the probe disposed in or near the passenger compartment and which corresponds to the temperature in a region of the passenger compartment surrounding the probe, and by temperature. 'passenger compartment' means a temperature representative of the occupant's perception of the temperature in the passenger compartment, for example an average temperature in the passenger compartment as a whole, in a region of occupants before or a region of rear occupants of the cockpit.
L'énergie thermique reçue par l'habitacle est fournie, d'une part par le système de chauffage et climatisation et, d'autre part par les autres sources de chaleurs que sont les occupants eux-mêmes, le soleil, les éléments de structure et d'habillage de l'habitacle, un ensemble d'entraînement et de transmission du véhicule comprenant un moteur, ou des actionneurs embarqués du véhicule. La température d'habitacle est estimée en tenant compte directement d'une partie des apports d'énergie, ceux du système de chauffage et climatisation. The thermal energy received by the cabin is provided, on the one hand by the heating and air conditioning system and, on the other hand by the other sources of heat that are the occupants themselves, the sun, the structural elements and cockpit dressing, a drive and transmission assembly of the vehicle comprising a motor, or on-board actuators of the vehicle. The cabin temperature is estimated by directly taking into account some of the energy inputs, those of the heating and air conditioning system.
L'apport d'énergie par le système de chauffage et climatisation peut être un apport de calories ou de frigories et dépend principalement d'un débit d'air pulsé et d'une température d'air pulsé, qui peuvent être mesurés ou estimés de façon simple et fiable en fonction de différents paramètres de fonctionnement du système de chauffage et climatisation. L'influence d'éventuelles erreurs dans la température intérieure indiquée par la sonde est diminuée. L'estimation de la température d'habitacle est améliorée, ainsi que la régulation du système de chauffage et climatisation. La sonde intérieure, sensible à toutes les sources d'énergie thermique, sert d'indicateur complémentaire des apports des différentes sources d'énergie et permet par comparaison avec l'énergie apportée par le système de chauffage et climatisation de déduire un apport d'énergie des autres sources d'énergie thermique. The energy input from the heating and cooling system can be a contribution of calories or frigories and depends mainly on a forced air flow and a forced air temperature, which can be measured or estimated from simple and reliable way depending on different operating parameters of the heating and air conditioning system. The influence of any errors in the indoor temperature indicated by the probe is reduced. The estimate of the cabin temperature is improved, as well as the regulation of the heating and air conditioning system. The indoor sensor, which is sensitive to all sources of thermal energy, serves as a complementary indicator of the contributions of the various energy sources and, compared with the energy provided by the heating and air-conditioning system, makes it possible to deduce an energy input. other sources of thermal energy.
Dans un mode de mise en oeuvre, on estime une température intérieure qui devrait être indiquée par la sonde en fonction de l'apport d'énergie thermique du système de chauffage et climatisation, et on détermine une température d'habitacle en fonction d'un écart entre la température intérieure estimée et la température intérieure indiquée par la sonde. La température intérieure indiquée par la sonde est dans ce cas utilisée comme valeur relative par rapport à la température intérieure estimée. L'influence d'une erreur dans la mesure de la sonde est diminuée. In one embodiment, it is estimated that an interior temperature should be indicated by the probe as a function of the thermal energy input of the heating and air conditioning system, and a cabin temperature is determined according to a temperature. difference between the estimated indoor temperature and the indoor temperature indicated by the probe. The indoor temperature indicated by the probe is used in this case as a relative value with respect to the estimated indoor temperature. The influence of an error in the measurement of the probe is diminished.
On pourra avantageusement estimer une température d'habitacle, ou une température intérieure, en fonction d'une température d'air pulsé ou soufflé par un système de chauffage et climatisation. It is advantageous to estimate a cabin temperature, or an interior temperature, as a function of a temperature of air pulsed or blown by a heating and air conditioning system.
Les échanges thermiques dans l'habitacle dépendant d'une température extérieure, on estime avantageusement une température intérieure ou une température d'habitacle en fonction d'une température extérieure. As the heat exchanges in the passenger compartment depend on an outside temperature, an interior temperature or a cabin temperature is advantageously estimated as a function of an outside temperature.
On peut avantageusement estimer une température d'habitacle comme une fonction linéaire d'une température extérieure, d'une température intérieure indiquée par la sonde de température, et d'une température d'air soufflé par le système de chauffage et climatisation. It is advantageous to estimate a cabin temperature as a linear function of an outside temperature, an indoor temperature indicated by the temperature sensor, and an air temperature blown by the heating and air conditioning system.
Dans un mode de mise en oeuvre, on estime une première température d'habitacle et une température intérieure en fonction d'un apport d'énergie thermique par le système de chauffage et climatisation, et on détermine une seconde température d'habitacle en fonction de la première température d'habitacle, de la température intérieure estimée et de la température intérieure indiquée par la sonde, et plus particulièrement en fonction d'un écart entre la température intérieure estimée et la température intérieure indiquée par la sonde. In one embodiment, a first cabin temperature and an interior temperature are estimated as a function of a heat energy supply by the heating and cooling system, and a second cabin temperature is determined as a function of the first cabin temperature, the estimated interior temperature and the indoor temperature indicated by the probe, and more particularly according to a difference between the estimated indoor temperature and the indoor temperature indicated by the probe.
L'invention concerne également un dispositif de commande pour la mise en oeuvre d'un procédé de commande selon un aspect de l'invention, comprenant au moins une sonde fournissant un signal de température intérieure représentatif de la température régnant dans l'habitacle d'un véhicule, et une unité de commande du système de chauffage et climatisation comprenant un module d'estimation d'une température d'habitacle en fonction d'un apport d'énergie thermique du système de chauffage et climatisation et d'une température intérieure indiquée par la sonde, et des moyens de commande du système de chauffage et climatisation en fonction d'une consigne et de la température d'habitacle. The invention also relates to a control device for implementing a control method according to one aspect of the invention, comprising at least one probe providing an interior temperature signal representative of the temperature prevailing in the passenger compartment. a vehicle, and a control unit of the heating and air conditioning system comprising a module for estimating a cabin temperature according to a thermal energy supply of the heating and air conditioning system and an indicated indoor temperature by the probe, and control means of the heating and air conditioning system according to a set point and the cabin temperature.
L'invention concerne encore un véhicule automobile équipé d'un tel dispositif de commande d'un système de chauffage et de climatisation. The invention also relates to a motor vehicle equipped with such a control device of a heating and air conditioning system.
La présente invention et ses avantages seront mieux compris à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: -la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de commande selon un aspect de l'invention; -la figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de commande selon un second mode de réalisation. The present invention and its advantages will be better understood on studying the detailed description of embodiments taken by way of non-limiting example and illustrated by the appended drawings, in which: FIG. 1 is a schematic view of a control device according to one aspect of the invention; FIG. 2 is a schematic view of a control device according to a second embodiment.
Sur la figure 1, un dispositif de commande conforme à l'invention, référencé 1 dans son ensemble, est utilisé pour commander un système de chauffage et climatisation représenté de façon schématique et référencé 2, apte à traiter de l'air admis pour le pulser dans un habitacle 3 limité de façon schématique par un paroi 4, de façon à réguler ou maintenir dans ledit habitacle 3 une température déterminée en fonction d'une consigne. In FIG. 1, a control device according to the invention, referenced 1 as a whole, is used to control a heating and air-conditioning system shown diagrammatically and referenced 2, able to process air admitted for pulsing it. in a passenger compartment 3 schematically limited by a wall 4, so as to regulate or maintain in said cabin 3 a temperature determined according to a setpoint.
Le système de chauffage et climatisation 2 comprend de façon connue en soi une prise d'air pour prélever de l'air à l'extérieur du véhicule, des moyens de traitement de l'air comprenant généralement un aérotherme ou radiateur destiné à chauffer de l'air admis, et un évaporateur dans lequel circule un fluide frigorifique et destiné à refroidir de l'air admis, et des moyens de distribution de l'air traité comprenant des conduites des volets de répartition et des buses d'aération. Ces différents éléments ne sont pas représentés pour des raisons de clarté du dessin. Le système de chauffage et climatisation 2 comprend un ventilateur 5 créant un flux d'air 6, illustré par les flèches, dans une conduite 11 et à travers une ou plusieurs buses d'aération, une seule d'entre elles, référencé 7, étant visible sur le dessin, la buse 7 débouchant dans l'habitacle 3 pour diffuser l'air traité dans tout l'habitacle 3, comme illustré par les flèches 8. The heating and air conditioning system 2 comprises, in a manner known per se, an air intake for withdrawing air from outside the vehicle, air treatment means generally comprising a heater or radiator intended to heat the vehicle. admitted air, and an evaporator in which circulates a refrigerant and intended to cool the intake air, and means for distributing the treated air comprising ducts distribution flaps and aeration nozzles. These different elements are not represented for the sake of clarity of the drawing. The heating and cooling system 2 comprises a fan 5 creating an air flow 6, illustrated by the arrows, in a pipe 11 and through one or more aeration nozzles, only one of them, referenced 7, being visible in the drawing, the nozzle 7 opening into the passenger compartment 3 to diffuse the treated air throughout the passenger compartment 3, as illustrated by the arrows 8.
Le dispositif de commande 1 comprend une sonde de température 9 disposée dans l'habitacle 3, une sonde de température d'air soufflé 10 disposée dans une conduite 11 du système de chauffage et climatisation 2 situé en aval du ventilateur 5 et en amont de la buse 7, un étage d'estimation de température intérieure 12, un étage d'estimation de température d'habitacle 13, un étage de calcul de température de d'habitacle 14, un étage de consigne 15, et un étage de commande 16 La sonde de température d'air soufflé 10 est disposée en aval des moyens de traitement de l'air, comme un évaporateur, un aérotherme et un mélangeur, afin de mesurer le température de l'air qui est soufflé dans l'habitacle 3. The control device 1 comprises a temperature sensor 9 disposed in the cockpit 3, a blown air temperature sensor 10 disposed in a duct 11 of the heating and air conditioning system 2 located downstream of the fan 5 and upstream of the nozzle 7, an indoor temperature estimation stage 12, a cabin temperature estimation stage 13, a cabin temperature calculation stage 14, a target stage 15, and a control stage 16. blown air temperature sensor 10 is disposed downstream of the air treatment means, such as an evaporator, a heater and a mixer, to measure the temperature of the air that is blown into the passenger compartment 3.
2862912 7 L'étage d'estimation de température intérieure 12 comprend des moyens logiciels ou électronique dédiés pour déterminer en fonction de l'énergie thermique apportée par le système de chauffage et climatisation 2 une température intérieure estimée qui est une température intérieure théorique qui devrait être indiquée par la sonde intérieure 9. Ici, l'étage d'estimation de température intérieure 12 reçoit en entrée un signal de température d'air soufflé TAS qui est le signal de sortie du capteur de température d'air soufflé 10 et un signal de température extérieure TEXT fourni par un capteur de température extérieure (non représenté) connu en soi, et fourni en sortie un signal de température intérieure estimée TINT/EST. The interior temperature estimation stage 12 comprises dedicated software or electronic means for determining, as a function of the thermal energy provided by the heating and cooling system 2, an estimated internal temperature which is a theoretical internal temperature which should be indicated by the inner probe 9. Here, the inner temperature estimation stage 12 receives as input a blown air temperature signal TAS which is the output signal of the blown air temperature sensor 10 and a signal of external temperature TEXT provided by an external temperature sensor (not shown) known per se, and output an estimated indoor temperature signal TINT / EST.
L'étage d'estimation de température d'habitacle 13 comprend des moyens logiciels ou électroniques dédiés pour estimer, en fonction de l'énergie thermique apportée par le système de chauffage et climatisation 2 dans l'habitacle une température d'habitacle théorique THAB/EST qui devrait être la température régnant dans l'habitacle. Ici, l'étage d'estimation de température d'habitacle reçoit en entrée le signal de température d'air soufflé TAS fourni par le capteur 10 et un signal de température extérieure TEXT, et fournit en sortie un signal de température d'habitacle estimée THAB/EST. The cabin temperature estimation stage 13 comprises dedicated software or electronic means for estimating, as a function of the thermal energy provided by the heating and air-conditioning system 2 in the passenger compartment, a theoretical cabin temperature THAB / IS that should be the temperature prevailing in the cockpit. Here, the cabin temperature estimation stage receives as input the blown air temperature signal TAS supplied by the sensor 10 and an external temperature signal TEXT, and outputs an estimated cabin temperature signal. THAB / EST.
L'étage de calcul 14 reçoit en entrée le signal de température d'habitacle estimée THAB/EST, et un signal qui est la différence entre le signal de température intérieure estimée TINT/EST et le signal de température intérieure TINT qui est le signal de sortie de la sonde intérieure 9. L'étage de calcul 14 comprend des moyens logiciels ou électroniques dédiés pour déterminer une température d'habitable THAB en fonction de la température intérieure estimée TINT/EST, de la température intérieure mesurée TINT et de la température d'habitacle estimée THAB/ESTÉ L'étage de consigne 15 détermine à partir d'une pluralité de données un signal de consigne d'air soufflé CAS. L'étage de consigne 15 reçoit en entrée la température d'habitacle THAB fournie par l'étage de calcul 14, un signal de consigne de température CT spécifiée par un utilisateur, un signal de température extérieure TEXT, et un signal d'ensoleillement S fourni par une ou plusieurs sonde d'ensoleillement disposées de façon non représentée et connue en soi dans un habitacle du véhicule. The computing stage 14 receives as input the estimated cabin temperature signal THAB / EST, and a signal which is the difference between the estimated indoor temperature signal TINT / EST and the indoor temperature signal TINT which is the signal of output of the inner probe 9. The calculation stage 14 comprises dedicated software or electronic means for determining a habitable temperature THAB as a function of the estimated indoor temperature TINT / EST, the measured indoor temperature TINT and the temperature of the room temperature. Estimated passenger compartment THAB / ESTÉ The set-point stage 15 determines from a plurality of data a supply air reference signal CAS. The set-up stage 15 receives, as input, the cabin temperature THAB supplied by the calculation stage 14, a temperature signal specified by a user, an outside temperature signal TEXT, and a sun signal S provided by one or more sunshine probe arranged not shown and known per se in a passenger compartment of the vehicle.
Le signal de consigne d'air soufflé CAS constitue une entrée de l'étage de commande 16, qui reçoit en outre en entrée un signal de température de source chaude Tsc qui est une température d'un aérotherme et un signal de température de source froide TSF qui est une température d'un évaporateur du système de chauffage et climatisation 2, ces signaux étant fournis par des sondes connues non-représentés. L'étage de commande 16 détermine, à partir de ces trois signaux un signal de commande P du système de chauffage et climatisation 2 pour obtenir un air soufflé avec une température et un débit déterminés, en modifiant par exemple une vitesse d'un ventilateur 5, une ouverture de buses d'aération, une répartition l'air admis traversant un évaporateur et l'air admis traversant un aérotherme, une répartition d'air traité dans les buses d'aération, une température de source chaude ou une température de source froide. The supply air reference signal CAS constitutes an input of the control stage 16, which furthermore receives as input a hot source temperature signal Tsc which is a temperature of a heater and a cold source temperature signal. TSF which is a temperature of an evaporator of the heating and cooling system 2, these signals being provided by known probes not shown. The control stage 16 determines, from these three signals, a control signal P of the heating and cooling system 2 to obtain a blown air with a determined temperature and a flow rate, for example by modifying a speed of a fan 5 , an opening of ventilation nozzles, a distribution of the intake air passing through an evaporator and the intake air passing through a heater, a distribution of treated air in the aeration nozzles, a hot source temperature or a source temperature cold.
La température intérieure estimée TINT/EST et la température d'habitacle estimée THAB,EST sont déterminées en fonction de l'énergie thermique apportée par le système de chauffage et climatisation 2, en particulier en fonction de la température d'air soufflé TAS. La température intérieure estimée TINT,EST et la température d'habitacle estimée THAB/EST sont obtenues à partir des équations ci-dessous (TExr TAS) (équation El) = (TINT/EST -TA) En,IT (THAB,EST - TAS) EHAB = (TEXT - TAS) (équation E2) où EINT et EHAB sont des constantes. L'équation E2 revient à considérer que la paroi 4 de l'habitacle 3 est assimilable à un échangeur thermique entre l'habitacle 3 et l'extérieur, dont le fonctionnement est défini par une efficacité EHAB. La température d'habitacle estimée THAB/EST est alors déterminée comme une fonction linéaire de la température extérieure TEXT et de la température d'air soufflé TAS. L'influence du débit d'air soufflé sur l'énergie thermique apportée par le système de chauffage et climatisation est ici négligée. En effet, on considère que la température dans l'habitacle est uniquement fonction de la température d'air soufflé TAS et de la température extérieure TExT. The estimated interior temperature TINT / EST and the estimated interior temperature THAB, EST are determined as a function of the thermal energy provided by the heating and cooling system 2, in particular as a function of the supply air temperature TAS. The estimated interior temperature TINT, EST and the estimated cabin temperature THAB / EST are obtained from the following equations (TExr TAS) (equation E1) = (TINT / EST -TA) In, IT (THAB, EST - TAS) EHAB = (TEXT - TAS) (equation E2) where EINT and EHAB are constants. Equation E2 amounts to considering that the wall 4 of the passenger compartment 3 is comparable to a heat exchanger between the passenger compartment 3 and the outside, whose operation is defined by an efficiency EHAB. The estimated cabin temperature THAB / EST is then determined as a linear function of the outside temperature TEXT and the supply air temperature TAS. The influence of the blown air flow on the thermal energy provided by the heating and air conditioning system is here neglected. Indeed, it is considered that the temperature in the passenger compartment is solely a function of the supply air temperature TAS and the external temperature TExT.
La température intérieure estimée TINT est déterminée de façon similaire, mais avec une efficacité EINT différente pour tenir compte de la différence entre la température d'habitacle et la température indiquée par la sonde 9, selon l'emplacement de la sonde. The estimated interior temperature TINT is determined in a similar manner, but with a different EINT efficiency to account for the difference between the cabin temperature and the temperature indicated by the probe 9, depending on the location of the probe.
Les étages d'estimation 12, 13 mettent en oeuvre les équations El, et E2. La température d'habitacle est déterminée dans l'étage de calcul 14 à partir de l'équation linéaire suivante: (THAB - THAB/EST) = K É (TINT TINT/EST) (équation E3) où K est une constante. Ceci revient à considérer qu'une différence entre une température d'habitacle THAB et une température d'habitacle estimée THAB/EST en fonction de l'apport d'énergie thermique par le système de chauffage et climatisation est proportionnelle à une différence entre une température intérieure TINT mesurée par une sonde et une température intérieure estimée TINT/EST en fonction de l'apport d'énergie thermique par le système de chauffage et climatisation. The estimation stages 12, 13 implement the equations E1 and E2. The cabin temperature is determined in the calculation stage 14 from the following linear equation: (THAB - THAB / EST) = K E (TINT TINT / EST) (equation E3) where K is a constant. This amounts to considering that a difference between a cabin temperature THAB and an estimated cabin temperature THAB / EST as a function of the supply of heat energy by the heating and air conditioning system is proportional to a difference between a temperature indoor TINT measured by a sensor and an indoor temperature estimated TINT / EST depending on the heat input by the heating and air conditioning system.
Cette équation E3 est destinée à tenir compte des apports d'énergie thermique autres que ceux du système de chauffage et climatisation 2. En effet, la sonde intérieure 9, sensible à l'énergie thermique apportée par le système de chauffage et climatisation et par les autres sources d'énergie, fournit la température intérieure TINT. La température intérieure estimée TINT/EST comme indiquée auparavant est représentative de l'apport d'énergie par le système de chauffage et climatisation 2. La différence entre ces deux grandeurs est donc représentative des apports d'énergie par les autres sources d'énergie. Ensuite, une bonne approximation consiste à considérer que l'influence des apports d'énergie thermique par les autres sources d'énergie sur la température intérieure TINT mesurée est proportionnelle à l'influence des apports d'énergie thermique par les autres sources sur la température d'habitacle THAB, avec un rapport K. A partir de l'équation linéaire E3, on peut déterminer la température d'habitacle THAB pertinente pour réaliser une commande satisfaisante du système de chauffage et climatisation et une régulation satisfaisante de la température perceptible par un occupant. This equation E3 is intended to take into account the contributions of thermal energy other than those of the heating and air conditioning system 2. Indeed, the inner sensor 9, sensitive to the thermal energy provided by the heating and air conditioning system and by the other sources of energy, provides the indoor temperature TINT. The estimated indoor temperature TINT / EST as indicated before is representative of the energy input by the heating and air conditioning system 2. The difference between these two quantities is therefore representative of the energy inputs by the other energy sources. Then, a good approximation consists in considering that the influence of the contributions of thermal energy by the other sources of energy on the internal temperature TINT measured is proportional to the influence of the contributions of thermal energy by the other sources on the temperature THAB, with a K ratio. From the linear equation E3, it is possible to determine the relevant THAB cabin temperature to achieve a satisfactory control of the heating and air-conditioning system and a satisfactory regulation of the temperature perceptible by a occupant.
Les coefficients EINT, EHAB et K peuvent être déterminé de façon empirique par des mesures réalisées sur un véhicule-test dans lequel on estime une température intérieure estimée TINT/EST et une température d'habitacle estimée THAB,EST, on mesure une température intérieure TINT à l'aide de la sonde intérieure 9, et, par exemple, à l'aide d'une multitude de capteurs disposés dans l'habitacle spécialement pour les mesures, on détermine une température d'habitacle d'habitacle THAB. The coefficients EINT, EHAB and K can be determined empirically by measurements carried out on a test vehicle in which an estimated internal temperature TINT / EST is estimated and an estimated cabin temperature THAB, EST, an internal temperature TINT is measured. by means of the inner probe 9, and, for example, using a multitude of sensors arranged in the passenger compartment specifically for measurements, a cabin interior temperature THAB is determined.
A partir des équations El, E2, E3, on peut obtenir l'équation 25 linéaire suivante qui permet d'estimer directement la température d'habitacle THAB T H A B = (EHAB K É EF) É T E X. I. + (1 K +K EINT EHAE) É Tns + K TINT (équation E4) Sur la figure 2, où les références aux éléments semblables à ceux de la figure 1 ont été reprises, un dispositif de commande référencé 1 dans son ensemble permet de mettre en oeuvre directement l'équation E4. From the equations E1, E2, E3, the following linear equation can be obtained which makes it possible to directly estimate the cabin temperature. THAB THAB = (EHAB K E EF) E TE XI + (1 K + K EINT EHAE ) E Tns + K TINT (equation E4) In FIG. 2, where the references to the elements similar to those of FIG. 1 have been taken up, a control device referenced 1 as a whole makes it possible to implement equation E4 directly. .
Le dispositif de commande 1 comprend un étage de calcul 14, un étage de consigne 15, un étage de commande 16, et un étage d'objectifs 17. The control device 1 comprises a calculation stage 14, a target stage 15, a control stage 16, and an objective stage 17.
L'étage d'objectifs 17 reçoit en entrée une consigne de température CT fixée par un utilisateur, un signal de température 10 extérieure TEXT, et un signal d'ensoleillement S. L'étage d'objectif 17 détermine de façon connue une consigne d'habitacle CHABÉ L'étage de calcul 14 reçoit directement la température d'air soufflé TAS, la température intérieure TINT indiquée par la sonde 9, et la température extérieure TEXT, et détermine une température d'habitacle THAB selon l'équation E4. Un comparateur 18 reçoit en entrée la consigne d'habitacle CHAB et la température d'habitacle THAB et transmet en entrée de l'étage de consigne 15 la différence entre la consigne d'habitacle CHAB et la température d'habitacle THAB. L'étage de consigne peut être un étage de régulation simple, par exemple une régulation du type proportionnelle-intégraledérivée ou PID. The lens stage 17 receives as input a temperature set point CT set by a user, an outside temperature signal TEXT, and a sunshine signal S. The objective stage 17 determines in a known manner a setpoint of CHABÉ cabin The calculation stage 14 directly receives the blown air temperature TAS, the indoor temperature TINT indicated by the probe 9, and the outside temperature TEXT, and determines a cabin temperature THAB according to the equation E4. A comparator 18 receives as input the cockpit setpoint CHAB and the cabin temperature THAB and transmits at the input of the setpoint stage 15 the difference between the cabin setpoint CHAB and the cabin temperature THAB. The set-point stage can be a simple regulation stage, for example a regulation of the proportional-integral or PID type.
L'étage de consigne 15 reçoit cette différence ainsi qu'une température extérieure TEXT et détermine une consigne d'air soufflé CAS transmise à l'étage de commande 16 recevant par ailleurs une température de source chaude Tsc et une température de source froide TSF du système de chauffage et climatisation 2, et fournissant en sortie un signal de commande P du système de chauffage et climatisation 2. The set-point stage 15 receives this difference as well as an outside temperature TEXT and determines a blown air setpoint CAS transmitted to the control stage 16 also receiving a hot source temperature Tsc and a cold source temperature TSF of heating and cooling system 2, and outputting a control signal P of the heating and cooling system 2.
Dans les équations El à E4, on peut déterminer les coefficients de façon empirique comme indiqué plus haut. On peut par la suite appliquer des coefficients différents, selon que l'on souhaite donner un poids plus ou moins important au signal fourni par la sonde de température intérieure. In the equations E1 to E4, the coefficients can be determined empirically as indicated above. Different coefficients can subsequently be applied, depending on whether it is desired to give more or less weight to the signal supplied by the indoor temperature sensor.
On a décrit un mode de réalisation dans lequel la température d'habitacle THAB est déterminée en fonction de la température intérieure TINT indiquée par la sonde et d'une température d'air soufflé TAS pour tenir compte des apports d'énergie du système de chauffage et climatisation et des autres sources, en négligeant l'influence du débit d'air soufflé dans les apports d'énergie. Bien entendu on peut envisager de prendre en compte un débit d'air soufflé pour mieux estimer les apports d'énergie du système de chauffage et climatisation. An embodiment has been described in which the cabin temperature THAB is determined according to the internal temperature TINT indicated by the probe and a supply air temperature TAS to take account of the energy inputs of the heating system. and air conditioning and other sources, neglecting the influence of the flow of air blown in the contributions of energy. Of course we can consider taking into account a blown air flow to better estimate the energy input of the heating and air conditioning system.
La sonde de température est avantageusement disposée dans l'habitacle dans une zone haute de l'habitacle. On peut également prévoir une seconde sonde disposée dans une zone inférieure de l'habitacle. La température de l'air soufflé peut être estimée en fonction du fonctionnement du système de chauffage et climatisation ou mesurée à l'aide d'un capteur. The temperature sensor is advantageously arranged in the passenger compartment in an upper zone of the passenger compartment. It is also possible to provide a second probe disposed in a lower zone of the passenger compartment. The temperature of the supply air can be estimated according to the operation of the heating and air conditioning system or measured by means of a sensor.
Grâce à l'invention, on obtient un procédé et un dispositif de commande d'un système de chauffage et climatisation permettant une régulation améliorée, et dans lequel une sonde intérieure est utilisée comme indicateur de l'énergie thermique apportée par les sources d'énergie autres que le système de chauffage et climatisation lui- même. Une température d'habitacle est estimée en fonction d'un apport d'énergie thermique par le système de chauffage et climatisation et d'un signal d'une sonde de température intérieure. Thanks to the invention, there is obtained a method and a control device of a heating and air conditioning system for improved regulation, and in which an inner probe is used as an indicator of the thermal energy provided by the energy sources. other than the heating and air conditioning system itself. A cabin temperature is estimated based on a heat energy input from the heating and cooling system and a signal from an indoor temperature sensor.
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