FR3129336A1 - Process for demisting a vehicle window - Google Patents
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Abstract
Procédé de désembuage d’un vitrage de véhicule, comprenant les étapes suivantes : le calcul de la température de rosée (Tr) ; la mesure de la température extérieure (Text) à partir d’un capteur de température (4) ; la détermination d’une consigne de puissance initiale (Pini) à dissiper dans le vitrage (2) nécessaire pour échauffer le vitrage (2) d’une température initiale (Tini), considérée égale à la température extérieure (Text) mesurée préalablement, vers une température cible (Tcible) supérieure à la température de rosée (Tr) ; et l’enclenchement de moyens de chauffage électrique (3) pour atteindre la consigne de puissance initiale (Pini). Figure pour l’abrégé : Fig 1A method of demisting a vehicle window, comprising the steps of: calculating the dew temperature (Tr); outdoor temperature measurement (Text) from a temperature sensor (4); the determination of an initial power setpoint (Pini) to be dissipated in the glazing (2) necessary to heat the glazing (2) from an initial temperature (Tini), considered equal to the outside temperature (Text) measured beforehand, towards a target temperature (Ttarget) above the dew temperature (Tr); and the engagement of electric heating means (3) to reach the initial power setpoint (Pini). Figure for abstract: Fig 1
Description
La présente invention concerne, de manière générale, la prévention de la formation de buée sur un vitrage de véhicule, et se rapporte, plus particulièrement, à un procédé de désembuage d’un vitrage de véhicule.The present invention relates, in general, to the prevention of fogging on vehicle glazing, and relates, more particularly, to a process for demisting vehicle glazing.
Dans un véhicule automobile, l’humidité présente au sein de l’habitacle et la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur peuvent conduire à la condensation d’eau à la surface des vitrages.In a motor vehicle, the humidity present in the passenger compartment and the temperature difference between the interior and the exterior can lead to the condensation of water on the surface of the windows.
En particulier, en dessous de la température de rosée, ou point de rosée, dépendant de la pression et de l’humidité ambiantes, la vapeur d’eau présente dans l’air se condense. De la buée se forme sur les vitrages du véhicule, tel que le pare-brise.In particular, below the dew temperature, or dew point, depending on the ambient pressure and humidity, the water vapor present in the air condenses. Fog forms on the vehicle windows, such as the windshield.
Classiquement, l’occupant enclenche le mode chauffage ou le mode « voir clair » du système de climatisation afin d’assécher l’air provenant de l’extérieur et ainsi lutter contre l’embuage.Conventionally, the occupant engages the heating mode or the “clear view” mode of the air conditioning system in order to dry the air coming from outside and thus fight against fogging.
Cependant, de récentes contraintes d’homologation obligent les constructeurs automobiles à réduire la consommation globale de carburant du véhicule afin de diminuer les émissions de CO2.However, recent homologation constraints oblige car manufacturers to reduce the overall fuel consumption of the vehicle in order to reduce CO 2 emissions.
Or, le compresseur du système de climatisation figure parmi les éléments les plus consommateurs. Le coût de son utilisation en termes de consommation est particulièrement important sous les climats tempérés.However, the compressor of the air conditioning system is one of the most consuming elements. The cost of its use in terms of consumption is particularly high in temperate climates.
Le système de climatisation est utilisé une partie de l’année pour rafraîchir l’air provenant de l’extérieur et augmenter le confort dans l’habitacle. Il est aussi utilisé pour de la prévention de formation de buée en climat tempéré et humide en condensant l’eau contenu dans l’air ; cet air est ensuite généralement chauffé à la température requise pour le confort.The air conditioning system is used part of the year to cool the air coming from outside and increase comfort in the passenger compartment. It is also used for the prevention of fogging in temperate and humid climates by condensing the water contained in the air; this air is then usually heated to the temperature required for comfort.
L’invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients et de proposer un procédé de désembuage d’un vitrage de véhicule, destiné à réduire la consommation en carburant et l’émission de CO2, ainsi que diminuer l’impact de la prévention de la formation de buée sur le confort des passagers.The object of the invention is therefore to remedy these drawbacks and to propose a process for demisting a vehicle window, intended to reduce fuel consumption and CO 2 emissions, as well as to reduce the impact of the prevention fogging on passenger comfort.
Il est donc proposé un procédé de désembuage d’un vitrage de véhicule, comprenant les étapes suivantes :A process for demisting a vehicle window is therefore proposed, comprising the following steps:
le calcul de la température de rosée ;the calculation of the dew temperature;
la mesure de la température extérieure à partir d’un capteur de température ;measurement of the outside temperature from a temperature sensor;
la détermination d’une consigne de puissance à dissiper dans le vitrage nécessaire pour échauffer le vitrage d’une température initiale, considérée égale à la température extérieure mesurée préalablement, vers une température cible supérieure à la température de rosée ; etthe determination of a power setpoint to be dissipated in the glazing necessary to heat the glazing from an initial temperature, considered equal to the outside temperature measured beforehand, to a target temperature higher than the dew point temperature; And
l’enclenchement de moyens de chauffage électrique pour atteindre la consigne de puissance initiale.the engagement of electric heating means to reach the initial power setpoint.
De préférence, la température cible est égale à la somme de la température de rosée et d’un écart de température prédéterminé.Preferably, the target temperature is equal to the sum of the dew temperature and a predetermined temperature difference.
Avantageusement, le procédé de désembuage peut comprendre la détermination d’une consigne de puissance supplémentaire à dissiper dans le vitrage nécessaire au maintien de la température cible au cours du temps.Advantageously, the demisting method can comprise the determination of an additional power setpoint to be dissipated in the glazing necessary to maintain the target temperature over time.
De préférence, la température de rosée est calculée en fonction de l’humidité absolue à l’intérieur du véhicule.Preferably, the dew temperature is calculated based on the absolute humidity inside the vehicle.
Selon un mode de réalisation, l’humidité absolue à l’intérieur du véhicule est déterminée en fonction de l’humidité relative de l’air extérieur considérée égale à 100%.According to one embodiment, the absolute humidity inside the vehicle is determined according to the relative humidity of the outside air considered equal to 100%.
Selon un autre mode de réalisation, l’humidité absolue à l’intérieur du véhicule est déterminée en fonction de l’humidité absolue de l’air extérieur mesurée à partir d’un capteur d’humidité.According to another embodiment, the absolute humidity inside the vehicle is determined according to the absolute humidity of the outside air measured from a humidity sensor.
Selon un mode de réalisation, l’humidité absolue à l’intérieur du véhicule est calculée à partir d’un ou plusieurs paramètres parmi : le nombre d’occupants dans le véhicule, le taux de génération de vapeur de chaque occupant, le taux de recirculation (pourcentage de débit d’air soufflé provenant de l’habitacle) et le débit d’air neuf dans l’habitacle.According to one embodiment, the absolute humidity inside the vehicle is calculated from one or more parameters among: the number of occupants in the vehicle, the vapor generation rate of each occupant, the recirculation (percentage of supply air flow coming from the passenger compartment) and the fresh air flow in the passenger compartment.
De préférence, le procédé de désembuage comprend le suivi de la consigne de puissance à dissiper dans le vitrage au cours du temps à partir de capteur mesurant la puissance initiale et/ou supplémentaire envoyée au vitrage.Preferably, the demisting method comprises monitoring the power setpoint to be dissipated in the glazing over time from a sensor measuring the initial and/or additional power sent to the glazing.
De préférence, le procédé de désembuage comprend le suivi de l’évolution de la température estimée du vitrage au cours du temps.Preferably, the demisting method includes monitoring the change in the estimated temperature of the glazing over time.
D’autres buts, avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :Other aims, advantages and characteristics will emerge from the description which follows, given for purely illustrative purposes and made with reference to the appended drawings in which:
La
Bien entendu, le procédé de désembuage d’un vitrage pourra être appliqué à un autre type de véhicule qu’un véhicule automobile, par exemple un aéronef.Of course, the process for demisting a glazing can be applied to a type of vehicle other than a motor vehicle, for example an aircraft.
De plus, le vitrage sur lequel le procédé de désembuage est appliqué peut être un vitrage autre qu’un pare-brise, par exemple un vitrage arrière ou des vitrages latéraux. Les moyens de chauffage électrique 3 seront alors configurés pour le chauffage de cet autre vitrage.In addition, the glazing on which the demisting process is applied may be glazing other than a windscreen, for example rear glazing or side glazing. The electric heating means 3 will then be configured for heating this other glazing.
Dans l’exemple illustré, les moyens de chauffage électrique comprennent une nappe de filaments en tungstène.In the example illustrated, the electric heating means comprise a sheet of tungsten filaments.
La
Le procédé de désembuage comprend le calcul 100 de la température de rosée Tr, autrement nommée point de rosée.The demisting method includes the calculation 100 of the dew point temperature T r , otherwise called dew point.
Avantageusement, la température de rosée peut être calculée en fonction de l’humidité absolue présente dans la masse d’air à l’intérieur du véhicule 1.Advantageously, the dew temperature can be calculated as a function of the absolute humidity present in the mass of air inside the vehicle 1.
Des corrélations existent dans la littérature qui permettent premièrement de déterminer la pression de vapeur saturante en fonction de l’humidité absolue, puis la température de rosée (°C) en fonction de la pression de vapeur saturante.Correlations exist in the literature which allow first to determine the saturation vapor pressure as a function of the absolute humidity, then the dew point temperature (°C) as a function of the saturation vapor pressure.
Le procédé de désembuage comprend également la mesure 200 de la température extérieure Textrelevée à partir d’un capteur de température 4.The demisting process also includes the measurement 200 of the outside temperature T ext read from a temperature sensor 4.
Dans une étape suivante 300, une consigne de puissance initiale Piniest déterminée. La puissance initiale Piniconsidérée est la puissance à dissiper dans le vitrage nécessaire pour arriver à échauffer le vitrage d’une température initiale Tiniau moins jusqu’à une température cible Tciblesupérieure à la température de rosée Trpréalablement calculée.In a following step 300, an initial power setpoint P ini is determined. The initial power P ini considered is the power to be dissipated in the glazing necessary to manage to heat the glazing from an initial temperature T ini at least up to a target temperature T target higher than the dew point temperature T r calculated beforehand.
Dans le procédé de désembuage du vitrage illustré, la température initiale Tinidu vitrage est estimée. Il est admis que la température initiale du vitrage 2, ici le pare-brise, est égale à la température extérieure Textqui a été préalablement mesurée. Par conséquent, la présence d’un capteur de température supplémentaire pour mesurer la température du vitrage 2 peut être évitée, ce qui permet de réduire le coût de la mise en œuvre du procédé de désembuage.In the illustrated window demisting method, the initial temperature T ini of the window is estimated. It is accepted that the initial temperature of the glazing 2, here the windshield, is equal to the outside temperature T ext which has been measured beforehand. Consequently, the presence of an additional temperature sensor for measuring the temperature of the glazing 2 can be avoided, which makes it possible to reduce the cost of implementing the demisting method.
Dans l’exemple illustré, la température cible Tcibleest égale à la somme de la température de rosée Tret d’un écart de température dT prédéterminé. La température cible Tcibleest donc supérieure à la température de rosée Trd’un écart de température dT, prédéterminé de façon à s’écarter de la température de rosée pour éviter la condensation de l’eau présente dans le véhicule 1.In the example illustrated, the target temperature T target is equal to the sum of the dew point temperature T r and a predetermined temperature difference dT. The target temperature T target is therefore greater than the dew temperature T r by a temperature difference dT, predetermined so as to deviate from the dew temperature to avoid condensation of the water present in the vehicle 1.
De préférence, la consigne de puissance initiale Piniest calculée selon l’équation suivante :Preferably, the initial power setpoint P ini is calculated according to the following equation:
Pini= mPB*CpPB*(Tr+dT-Text)/tP ini = m PB *Cp PB *(T r +dT-T ext )/t
Où :Or :
mPBest la masse du vitrage exprimée en kg ;m PB is the mass of the glazing expressed in kg;
CpPBest la chaleur spécifique à pression constante exprimée en J/kg.K; etCp PB is the specific heat at constant pressure expressed in J/kg.K; And
t est la durée prédéterminée pour atteindre la température cible Tcible. (exprimée en secondes) Par exemple, la durée t est égale à 3 min.t is the predetermined time to reach the target temperature T target . (expressed in seconds) For example, the duration t is equal to 3 min.
Les moyens de chauffage électrique 3 sont alors enclenchés dans une étape suivante 400 et réglés de façon à atteindre la consigne de puissance initiale déterminée.The electric heating means 3 are then switched on in a following step 400 and adjusted so as to reach the determined initial power setpoint.
De manière à lutter contre les échanges entre le vitrage 2 et l’air extérieur, le procédé de désembuage peut comprendre également, de préférence parallèlement à la détermination 300 de la consigne de puissance initiale Pini, la détermination 500 d’une consigne de puissance supplémentaire Pvà dissiper dans le vitrage 2 nécessaire au maintien de la température du vitrage 2 au moins à la température cible Tcible,au cours du temps. La formation de buée est ainsi évitée sur toute la durée de fonctionnement des moyens de chauffage 3 réglés de manière à atteindre la consigne de puissance supplémentaire Pv.In order to fight against the exchanges between the glazing 2 and the outside air, the demisting method can also comprise, preferably in parallel with the determination 300 of the initial power setpoint P ini , the determination 500 of a power setpoint additional P v to be dissipated in the glazing 2 necessary to maintain the temperature of the glazing 2 at least at the target temperature T target, over time. The formation of mist is thus avoided throughout the duration of operation of the heating means 3 adjusted so as to reach the additional power set point P v .
La consigne de puissance supplémentaire Pvpeut, avantageusement, être calculée selon l’équation suivante :The additional power setpoint P v can advantageously be calculated according to the following equation:
Pv = h(V(t))*SPB*(Tr+dT-Text) + hintPB*SPB*(Tr+dT-Tint)Pv = h(V(t))*S PB *(T r +dT-T ext ) + h intPB *S PB *(Tr+dT-T int )
Où:Or:
SPBest la surface du vitrage en m2;S PB is the surface of the glazing in m2 ;
h(V(t)) est le coefficient d’échange thermique entre le pare-brise et l’extérieur, en fonction de la vitesse du véhicule en W/m2.K ;h(V(t)) is the heat exchange coefficient between the windshield and the exterior, as a function of the vehicle speed in W/m 2 .K;
hintPBest le coefficient d’échange entre le pare-brise et l’intérieur du véhicule en W/m2.K; eth intPB is the exchange coefficient between the windscreen and the interior of the vehicle in W/m 2 .K; And
Tinten secondes est la température à l’intérieur du véhicule pouvant être obtenue, par exemple, par un capteur de température 5 disposé à l’intérieur du véhicule 1.T int in seconds is the temperature inside the vehicle which can be obtained, for example, by a temperature sensor 5 arranged inside the vehicle 1.
Les moyens de chauffage 3 sont réglés de manière à atteindre la consigne de puissance supplémentaire Pv.The heating means 3 are adjusted so as to reach the additional power setpoint P v .
Selon un mode de réalisation, l’humidité absolue à l’intérieur du véhicule 1 nécessaire à la détermination de la température de rosée Trpeut être déterminée à partir d’une valeur d’humidité relative de l’air extérieur estimée, pouvant être considérée, avantageusement, égale à 100%. Il est ainsi possible de ne pas prévoir de capteur d’humidité de l’air extérieur, ce qui permet de réduire le coût du procédé de désembuage.According to one embodiment, the absolute humidity inside the vehicle 1 necessary for determining the dew temperature T r can be determined from an estimated relative humidity value of the outside air, which can be considered, advantageously, equal to 100%. It is thus possible not to provide an outside air humidity sensor, which makes it possible to reduce the cost of the demisting process.
Selon un autre mode de réalisation, l’humidité absolue à l’intérieur du véhicule 1 nécessaire à la détermination de la température de rosée Trpeut être déterminée à partir d’une valeur d’humidité absolue de l’air extérieur mesurée à partir d’un capteur d’humidité 5.According to another embodiment, the absolute humidity inside the vehicle 1 necessary for determining the dew temperature T r can be determined from an absolute humidity value of the outside air measured from a humidity sensor 5.
Avantageusement, on pourra également prévoir que l’humidité absolue à l’intérieur du véhicule 1 soit calculée à partir d’un ou plusieurs paramètres tels que le nombre d’occupants dans le véhicule 1, le taux de génération de vapeur de chaque occupant, le taux de recirculation d’air (pourcentage de débit d’air soufflé provenant de l’habitacle) et le débit d’air neuf dans l’habitacle.Advantageously, provision could also be made for the absolute humidity inside the vehicle 1 to be calculated from one or more parameters such as the number of occupants in the vehicle 1, the vapor generation rate of each occupant, the air recirculation rate (percentage of blown air flow coming from the passenger compartment) and the fresh air flow in the passenger compartment.
Par ailleurs, le pilotage du désembuage peut être effectué en boucle fermée. Dans ce cas, des capteurs (non représentés sur les figures) mesurant la température en différents endroits du vitrage 2 pourront être intégrés dans le véhicule 1 afin d’assurer au cours du temps que la température du parebrise est au-dessus de la température de rosée. Dans un autre cas, des capteurs (non représentés sur les figures) mesurant la puissance envoyée au vitrage 2 pourront être intégrés dans le véhicule 1 afin d’assurer un suivi au cours du temps de la consigne de puissance, de préférence supplémentaire Pv, à dissiper dans le vitrage 2.Furthermore, demisting can be controlled in a closed loop. In this case, sensors (not shown in the figures) measuring the temperature at different places of the glazing 2 can be integrated into the vehicle 1 in order to ensure over time that the temperature of the windshield is above the temperature of dew. In another case, sensors (not shown in the figures) measuring the power sent to the glazing 2 could be integrated into the vehicle 1 in order to ensure monitoring over time of the power setpoint, preferably additional P v , to be dissipated in the glazing 2.
Compte tenu de la dépendance de la résistivité électrique du vitrage 2 à la température à laquelle il se trouve, pour une même consigne de puissance, la puissance envoyée au vitrage 2 relevée à des temps différents peut différer. Un tel suivi est donc particulièrement avantageux.Given the dependence of the electrical resistivity of the glazing 2 on the temperature at which it is, for the same power setpoint, the power sent to the glazing 2 measured at different times may differ. Such monitoring is therefore particularly advantageous.
Selon un pilotage du désembuage en boucle ouverte, sans retour d’information sur la puissance envoyée au vitrage 2, il est également possible de prévoir un suivi de la température du vitrage 2 estimée, dans l’exemple illustré la température extérieure, rendant compte de l’évolution de la résistivité électrique du vitrage 2.According to an open loop control of the demisting, without feedback on the power sent to the glazing 2, it is also possible to provide monitoring of the temperature of the glazing 2 estimated, in the example illustrated the outside temperature, taking account of the evolution of the electrical resistivity of the glazing 2.
Claims (9)
le calcul de la température de rosée (Tr) ;
la mesure de la température extérieure (Text) à partir d’un capteur de température (4) ;
la détermination d’une consigne de puissance initiale (Pini) à dissiper dans le vitrage (2) nécessaire pour échauffer le vitrage (2) d’une température initiale (Tini), considérée égale à la température extérieure (Text) mesurée préalablement, vers une température cible (Tcible) supérieure à la température de rosée (Tr) ; et
l’enclenchement de moyens de chauffage électrique (3) pour atteindre la consigne de puissance initiale (Pini).Method for demisting a vehicle window, comprising the following steps:
the calculation of the dew temperature (T r );
measuring the outside temperature (T ext ) from a temperature sensor (4);
the determination of an initial power setpoint (P ini ) to be dissipated in the glazing (2) necessary to heat the glazing (2) to an initial temperature (T ini ), considered equal to the outside temperature (T ext ) measured beforehand, towards a target temperature (T target ) higher than the dew point temperature (T r ); And
switching on electric heating means (3) to reach the initial power setpoint (P ini ).
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Legal Events
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| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20230526 |
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