FR3032917A1 - Module de conditionnement d'air d'un habitacle de vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un module de conditionnement d'air (8) d'un habitacle de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un pulseur (13) à membrane ondulante présentant un canal de propulsion d'air (22) allongé dont l'axe d'entrée d'air (27) et l'axe de sortie d'air (29) sont alignés.

Description

1 Module de conditionnement d'air d'un habitacle de véhicule automobile La présente invention concerne un module de conditionnement d'air d'un habitacle de véhicule automobile.

L'invention s'applique notamment à des modules de conditionnement d'air pour véhicule automobile, notamment des modules de confort et aux installations de conditionnement thermique pour véhicule automobile, c'est-à-dire des installations ayant notamment pour fonction de chauffer, de refroidir, de filtrer et/ou déshumidifier l'air injecté dans l'habitacle. On connaît des modules de conditionnement d'air destinés à être disposés à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule automobile. Un tel module comprend un pulseur et est par exemple configuré pour être disposé sous le siège d'un passager avant et est relié avec une entrée à une conduite de circulation d'air conditionné venant de l'installation de conditionnement thermique disposée par exemple sous la planche de bord. La sortie de ce module est reliée à une ou plusieurs bouches d'aération disposées par exemple au niveau de l'emplacement pour les pieds des passagers arrière. Un tel module a par exemple pour fonction de pallier à la perte de charge subi par le flux d'air conditionné dans la conduite de circulation. Selon un développement, le pulseur d'un tel module peut être équipé d'un commutateur de contrôle à plusieurs positions pour permettre aux passagers arrière de contrôler eux-mêmes le débit d'air à l'arrière indépendamment du débit d'air réglé par les passagers avant.

On connaît également des modules installés dans le plafond de l'habitacle d'un véhicule, c'est-à-dire entre la carrosserie extérieure et le ciel de toit du véhicule.

3032 917 2 Toutefois, étant donné que l'épaisseur entre la carrosserie et le ciel de toit est assez faible, il s'agit le plus souvent simplement de conduits de circulation d'air dont la sortie est reliée à une bouche d'aération et dont l'entrée est reliée à un pulseur localisé par exemple à l'arrière du véhicule.

5 Cependant, on connaît du document US2014/0256244 un module de conditionnement d'air équipé d'un pulseur à pales radiales. Ce module connu est très encombrant ce qui vient en particulier du fait que l'air est aspiré selon l'axe de rotation des pales et renvoyé ensuite selon une direction radiale. Ainsi les conduits d'aspiration et de 10 refoulement d'air sont superposés, puis s'y ajoute l'épaisseur du moteur électrique entraînant les pales. Le document US 6,286,328 décrit un module de conditionnement thermique comprenant un pulseur à rouleau. Ce module est accroché au plafond et ne peut pas, de part son encombrement 15 important, être intégré dans la structure entre la carrosserie et le ciel de toit. On note donc que les modules de conditionnement d'air installés dans l'habitacle sont assez encombrants de sorte qu'une intégration discrète tout en offrant un débit d'air important n'est pas possible.

20 De plus, en étant accrochés à la structure de toit de l'habitacle, ces modules de conditionnement d'air peuvent gêner la visibilité vers l'avant des passagers arrières, ce qui n'est pas souhaitable et pourrait même leur induire un sentiment oppressant. En outre, les pulseurs à roue ne possèdent pas un rendement 25 aéraulique optimal. En effet, le rendement aéraulique de tels pulseurs se situe seulement aux alentours de 65% pour les plus performants d'entre eux. Ainsi, si on pouvait augmenter le rendement des pulseurs, on pourrait 3032917 3 diminuer de façon significative la consommation électrique des installations de conditionnement thermique, ce qui est un facteur important notamment pour les véhicules à propulsion tout électrique. Enfin, les pulseurs connus génèrent également du bruit qui peut 5 difficilement être réduit davantage et qui est considéré de moins en moins acceptable pour un utilisateur du véhicule. La présente invention vise à proposer un module de conditionnement d'air optimisé qui permet notamment d'être intégré de façon plus discrète dans un habitacle de véhicule automobile tout en 10 présentant, selon les besoins, un débit d'air suffisant, en particulier pour alimenter les zones à l'arrière de l'habitacle. A cet effet, l'invention a pour objet un module de conditionnement d'air d'un habitacle de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un pulseur à membrane ondulante présentant un canal de propulsion d'air 15 allongé dont l'axe d'entrée d'air et l'axe de sortie d'air sont alignés. Grâce à son faible encombrement et sa grande efficacité, un tel module peut être intégré facilement dans divers endroits d'un habitacle de véhicule automobile. Le module de conditionnement d'air peut comporter en outre une ou zo plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : Le pulseur comprend par exemple un boîtier de pulseur formant canal de propulsion et présentant une forme générale parallélépipédique et plat. Selon un aspect, le boîtier de pulseur comprend deux petits côtés parallèles l'un à l'autre et deux grand côtés raccordant les petits côtés et 25 convergents de l'entrée d'air vers la sortie d'air du pulseur.

3032917 4 Le boîtier de pulseur possède par exemple une épaisseur supérieure à 20mm et inférieure ou égale à 60mm, notamment inférieure ou égale à 50mm et plus particulièrement inférieure ou égale à 40mm. Selon un autre aspect, le pulseur comprend au moins une 5 membrane montée dans le boîtier de pulseur de façon à pouvoir onduler perpendiculairement à l'axe du canal de propulsion. Ladite au moins une membrane peut être montée de façon à pouvoir onduler parallèlement aux grands côtés du boîtier de pulseur. Le pulseur comprend en particulier au moins un actionneur de mise 10 en ondulation de la membrane. Selon un autre aspect, le module de conditionnement d'air comprend en outre une unité fonctionnelle de traitement d'air disposée en amont ou en aval du pulseur. L'unité fonctionnelle comprend par exemple au moins un des 15 éléments du groupe suivant : un filtre, un ionisateur, un nébuliseur, un échangeur de chaleur, ou un diffuseur de fragrance. L'invention concerne également une installation de conditionnement thermique, comprenant au moins un échangeur de chaleur, destiné par exemple à être installée sur un véhicule en dehors de l'habitacle, 20 notamment dans un compartiment moteur, caractérisée en ce qu'elle est raccordée, en particulier via un canal de circulation d'air destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule, à un module de conditionnement d'air tel que décrit ci-dessus. Le module de conditionnement d'air est par exemple destiné à être 25 installé dans l'habitacle d'un véhicule notamment sous un siège, au 3032917 5 niveau de la console centrale entre les sièges avant, au niveau du plafond ou au niveau de la plage arrière des sièges arrières. L'invention concerne également un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un module de conditionnement d'air 5 tel que décrit ci-dessus et disposé dans l'habitacle du véhicule. En particulier, le module de conditionnement d'air peut être installé sous un siège, au niveau de la console centrale entre les sièges avant, au niveau du plafond ou au niveau de la plage arrière des sièges arrières.

10 D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est un schéma simplifié d'un véhicule équipé d'une installation de conditionnement thermique comprenant un module de conditionnement d'air selon l'invention, 15 la figure 2 est une vue simplifiée en perspective d'un pulseur utilisé pour un module de conditionnement d'air selon la présente invention, - la figure 3 est un schéma simplifié de côté d'un pulseur de la figure 2 selon un premier mode de réalisation, 20 - la figure 4A est un schéma simplifié de côté d'un pulseur de la figure 2 selon un second mode de réalisation, - la figure 4B est un schéma simplifié de côté d'un pulseur de la figure 2 selon un troisième mode de réalisation, 3032917 6 la figure 5 est un schéma simplifié d'un véhicule équipé d'un module de conditionnement d'air selon un deuxième mode de réalisation, la figure 6 est un schéma simplifié d'un véhicule équipé d'un 5 module de conditionnement d'air selon un troisième mode de réalisation, et la figure 7 est un schéma simplifié d'un véhicule équipé d'un module de conditionnement d'air selon un quatrième mode de réalisation.

10 Dans la présente description, on entend par « en amont » qu'un élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation du flux d'air. A contrario, on entend par « en aval » qu'un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation du flux d'air. Par supérieur, inférieur, haut et bas, on se réfère à la disposition des éléments sur les 15 figures, ce qui correspond généralement à la disposition des éléments à l'état monté dans un véhicule automobile. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même 20 mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations. La figure 1 montre un schéma simplifié d'un véhicule 1 équipé 25 d'une installation 2 de conditionnement thermique d'un habitacle de véhicule automobile selon un premier mode de réalisation. L'installation de conditionnement thermique 2 est installée en dehors de l'habitacle 3 du 3032917 7 véhicule 1, au niveau du compartiment 4 logeant le moteur, sous la planche de bord 5. Une telle installation 2 de conditionnement thermique est également désignée par HVAC pour « Heating, Ventilation and Air 5 Conditionning » en anglais (chauffage, ventilation et conditionnement d'air en français). Cette installation 2 de conditionnement thermique est formée par exemple par un boîtier principal constitué de deux semi-coquilles en matière plastique, assemblées l'une à l'autre.

10 Cette installation 2 de conditionnement thermique comprend par exemple au moins un échangeur de chaleur 6 tel qu'un évaporateur, mais de préférence au moins deux échangeurs de chaleur dont un évaporateur et un radiateur, ceci pour assurer par exemple des fonctions de chauffage, de climatisation, de désembuage, de déshumidification, etc.

15 Bien que non représentée en détail, l'installation de conditionnement thermique 2 est reliée à plusieurs sorties d'air, en particulier des bouches d'aération au niveau du pare-brise ou encore au niveau de la console du milieu. La présente installation 2 de conditionnement thermique 20 comprend en outre d'une part un canal de circulation d'air 7 destiné à déboucher dans l'habitacle 3 du véhicule et d'autre part un module de conditionnement d'air 8 raccordé à l'installation 2 via le canal de circulation d'air 7. Le module de conditionnement d'air 8 comporte un pulseur 13 à 25 membrane ondulante. Ce module joue alors le rôle d'un amplificateur ou « booster » pour augmenter le débit de l'air refoulé vers les passagers à l'arrière de l'habitacle 3.

3032917 8 Du fait de son faible encombrement, le module de conditionnent d'air 8 peut avantageusement être installé sous un siège 9 ou au niveau de la console centrale entre les sièges avant. En variante pour mieux cacher le module au vu des passagers à 5 l'arrière de l'habitacle 3, le module de conditionnement d'air 8 peut être intégré dans la structure du siège de sorte à se déplacer avec celui-ci en avant et en arrière lors de l'ajustement de la position du siège 9 par un utilisateur. Dans ce cas, la conduite de circulation d'air 7 comporte au niveau de son raccordement au module de conditionnement 8 une portion souple et/ ou à soufflet d'élongation. Comme on le voit sur la figure 2 montrant le pulseur 13 à membrane ondulante selon une vue schématique en perspective, le pulseur 13 comporte un boîtier de pulseur 21 de forme générale parallélépipédique et plat, et formant un canal 22 de propulsion d'air.

15 Le boîtier de pulseur 21 comprend deux petits côtés 23A et 23B parallèles l'un à l'autre et deux grand côtés 25A et 25B raccordant les petits côtés 23A et 23B et convergents depuis l'entrée d'air 15 vers la sortie d'air 16 (voir notamment la figure 3). A titre d'exemple, le boîtier de pulseur 21 présente une 20 épaisseur E supérieure à 20mm et inférieure ou égale à 60mm, notamment inférieure ou égale à 50mm et plus particulièrement inférieure ou égale à 40mm, une longueur comprise entre 150mm et 250mm, notamment égale à 200mm et une largeur LB comprise entre 120mm et 230mm, notamment égale à 180mm. De préférence la longueur est plus grande 25 que la largeur LB. Le canal 22 de propulsion d'air est allongé et droit (voir figure 3). Il s'agit d'un canal rectiligne. En effet, l'axe d'entrée d'air 27, c'est à dire un 3032917 9 axe perpendiculaire à la section transversale de l'entrée d'air, et l'axe de sortie d'air 29, c'est-à-dire un axe perpendiculaire à la section transversale de l'entrée d'air, sont alignés. Les figures 3, 4A et 4B montrent chacune un schéma simplifié 5 d'un pulseur 13 à membrane ondulante selon respectivement un premier mode de réalisation et un second mode de réalisation. La figure 3 est une vue transversale de côté, c'est-à-dire que l'on regarde en direction du petit côté 23A qui relie les grands côtés 25A et 25B. Les figures 4A et 4B sont des vues transversales de dessus, 10 c'est-à-dire que l'on regarde en direction du grand côté 25A qui relie les petits côtés 23A et 23B. Le pulseur 13 de la figure 3 comprend une seule membrane 31 tandis que le pulseur des figures 4A et 4b comporte plusieurs membranes, dans le présent cas deux paires 31A et 31B.

15 Dans les deux cas, la ou les membranes 31, 31A, 31B sont montées dans le boîtier de pulseur 21 de façon à pouvoir onduler perpendiculairement à l'axe du canal de propulsion 22, ceci de l'entrée 15 vers la sortie 16 du pulseur 13 comme indiqué par les flèches Fp sur les figures 3 et 4A, 4B.

20 Plus spécifiquement, concernant le mode de réalisation de la figure 3, la membrane 31 possède une forme d'une feuille et est montée de façon à pouvoir onduler parallèlement aux grands côtés 25A et 25B du boîtier de pulseur 21 comme montré sur la figure. A cet effet, la membrane 31 est maintenue fixe ou maintenue 25 avec un moyen d'élasticité adaptée à son ondulation à son extrémité 35 qui est à proximité de la sortie d'air 16 du pulseur 13 et le pulseur comprend 3032917 10 par exemple au moins un actionneur 38 de mise en ondulation de la membrane (non visible sur les figures) qui est fixée à l'autre extrémité 37 de la membrane 31 à proximité de l'entrée d'air 15 du pulseur 13. L'actionneur 38 peut par exemple comprendre un moteur 5 électrique rotatif disposé à l'extérieur du boîtier de pulseur 21 et comprenant une came de sortie à la quelle est fixée une tige transversale fixée à l'extrémité 37 et réalisant un mouvement alternatif en translation comme indiqué par la flèche Fm, perpendiculaire à la direction de propagation Fp. A cet effet, une lumière est par exemple ménagée dans un 10 des petit côtés 23A ou 23B pour la tige transversale. En ondulant, la membrane 31 transporte et propulse dans les creux qui se propagent de l'entrée 15 vers la sortie 16 selon la flèche Fp, une certaine quantité d'air vers la sortie, ceci avec d'une part une efficacité aéraulique approchant les 80% et d'autre part avec un encombrement 15 largement réduit par rapport au pulseurs rotatifs de l'état de la technique pour un débit équivalent. De plus, un tel pulseur 13 à membrane ondulante est bien plus avantageux d'un point de vue des nuisances aéroacoustiques par réduction des effets de cisaillement de l'air que les pulseurs de l'état de la technique pour un débit équivalent.

20 Le mode de réalisation montré à la figure 4A fonctionne sur le même principe que celui de la figure 3, mais se distingue de celui-ci par le fait qu'il y a deux paires de membranes 31A et 31B en parallèle réalisées sous forme de bandes orientées sur le chant, c'est-à-dire que les bandes sont parallèles aux petits côtés 23A et 23B du boîtier de pulseur 21.

25 Concernant la mise en ondulation des membranes 31A et 31B sous forme de bandes, on peut prévoir quatre actionneurs individuels, un actionneur 38 pour chaque membrane 31A et 31B de sorte à pouvoir 3032917 11 commander la puissance d'ondulation individuellement de chaque membrane et adapter le débit d'air du pulseur 13. Avantageusement, on peut prévoir que les membranes d'une paire de membranes 31A ou 31 B sont mises en mouvement ondulatoire de 5 façon antagoniste, ce qui permet une compensation des effets vibratoires. Selon un développement plus optimisé, on prévoit pour une paires de bandes adjacentes 31A ou 31B un actionneur commun, chaque actionneur 38 étant configuré avec une sortie à came(s) reliée aux deux bandes adjacentes 31A ou 31B pour mettre celles-ci en ondulation de 10 façon antagoniste comme cela est représenté sur la figure 4A. On peut ainsi avoir un premier débit d'air pour un premier couple de bandes 31A et un second débit d'air pour un second couple de bandes 31B. Selon une variante montrée sur la figure 4B, les couples de bandes 31A et 31B sont séparés par une paroi de séparation 36 parallèle 15 aux petits côtés 23A et 23B du boîtier de pulseur 21. Cette variante permet en outre de délivrer des débits d'air spécifiques gauche et droite pour les passagers à l'arrière de l'habitacle 3. La figure 5 montre un autre mode de réalisation, qui se distingue de celui de la figure 1 par le fait que le module de conditionnement d'air 8 20 est installé au niveau du plafond 40 du véhicule 1 et que le module 8 n'est pas raccordé à une installation de conditionnement thermique mais aspire directement l'air de l'habitacle 3, par exemple au-dessus des passagers avants pour refouler l'air ensuite au niveau des passagers arrières. En outre, le module de conditionnement d'air 8 comprend une 25 unité fonctionnelle 42 de traitement d'air disposée en aval du pulseur 13 à membrane ondulante.

3032917 12 Bien entendu, une disposition de l'unité fonctionnelle 42 en amont du pulseur 13 est également envisageable. L'unité fonctionnelle 42 peut comprendre un ou plusieurs des éléments du groupe suivant : un filtre, un ionisateur, un nébuliseur, un 5 échangeur de chaleur, ou un diffuseur de fragrance. Ainsi, le module de conditionnement d'air 8 peut contribuer de façon indépendante de l'installation de conditionnement thermique au confort des passagers dans l'habitacle. La figure 6 montre une variante du module de conditionnement 10 d'air 8 de la figure 5 qui se distingue de celui-ci par le fait que le module est installé au niveau de la plage arrière 50 des sièges arrières. La figure 7 montre un mode de réalisation proche de celui de la figure 1 et qui est plus spécifiquement adapté à un véhicule de transport collectif comme par exemple un autobus.

15 Dans ce cas, un module de conditionnement d'air 8 est installé au niveau de chaque siège 9 de passager, chaque module 8 étant relié à une installation de conditionnement thermique 2 disposée dans le compartiment moteur. On comprend donc que grâce au faible encombrement du 20 pulseur à membrane ondulante 13, le module de conditionnement d'air 8 peut s'intégrer facilement dans un habitacle. L'utilisation de ces modules 8 avec pulseur 13 à membrane ondulante permet en outre de diminuer par exemple la puissance du ou des pulseurs 13 dans l'installation de conditionnement thermique 2.

25 En outre, ces modules 8 permettent d'être réglés individuellement par les passagers de sorte qu'il est encore plus facile de 3032917 13 créer au niveau du véhicule des zones différentes, le confort de chaque zone étant adaptable par le passager qui l'occupe en toute indépendance.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Module de conditionnement d'air (8) d'un habitacle de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un pulseur (13) à membrane ondulante présentant un canal de propulsion d'air (22) allongé dont l'axe d'entrée d'air (27) et l'axe de sortie d'air (29) sont alignés.
2. 2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pulseur (13) comprend un boîtier de pulseur (21) formant canal de propulsion (22) et présentant une forme générale parallélépipédique et plat.
3. 3. Module selon la revendication 2, caractérisé en ce que le boîtier de pulseur (21) comprend deux petits côtés (23A, 23B) parallèles l'un à l'autre et deux grand côtés (25A, 25B) raccordant les petits côtés (23A, 23B) et convergents de l'entrée d'air (15) vers la sortie d'air (16) du pulseur (13).
4. 4. Module selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le boîtier de pulseur (21) possède une épaisseur supérieure à 20mm et inférieure ou égale à 60mm, notamment inférieure ou égale à 50mm et plus particulièrement inférieure ou égale à 40mm.
5. 5. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le pulseur (13) comprend au moins une membrane (31, 31A, 31b) montée dans le boîtier de pulseur (21) de façon à pouvoir onduler perpendiculairement à l'axe du canal de propulsion (22).
6. 6. Module selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite au moins une membrane (31) est montée de façon à pouvoir onduler 3032917 15 parallèlement aux grands côtés (25A, 25B) du boîtier de pulseur (21).
7. 7. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le pulseur (13) comprend au moins un 5 actionneur (38) de mise en ondulation de la membrane (31, 31A, 31B).
8. 8. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une unité fonctionnelle (42) de traitement d'air disposée en amont ou en aval du pulseur 10 (13).
9. 9. Module selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'unité fonctionnelle (42) comprend au moins un des éléments du groupe suivant : un filtre, un ionisateur, un nébuliseur, un échangeur de chaleur, ou un diffuseur de fragrance. 15
10. 10. Installation de conditionnement thermique (2), comprenant au moins un échangeur de chaleur (6), caractérisée en ce qu'elle comprend un canal de circulation d'air (7) raccordé à un module de conditionnement d'air (8) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 20
11. 11. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que le module de conditionnement d'air (8) est destiné à être installé sous un siège (9), au niveau de la console centrale entre les sièges avant, au niveau du plafond (40) ou au niveau de la plage arrière (50) des sièges arrières. 25
12. 12.Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins au moins un module de conditionnement d'air (8) selon l'une 3032917 16 quelconque des revendications 1 à 9 disposé dans l'habitacle (3) du véhicule (1).
13. 13. Véhicule automobile selon la revendication 12, caractérisé en ce que le module de conditionnement d'air (8) est installé sous un siège (9), 5 au niveau du plafond (40) ou au niveau de la plage arrière (50) des sièges arrières.