VEHICULE

La présente invention concerne de manière générale un procédé et un dispositif de chauffage d'un organe de véhicule, tel qu'un volant chauffant, ou un siège chauffant.

Le document US8066324 décrit un dispositif de chauffage pour un siège de véhicule, mais le système est compliqué car il nécessite plusieurs capteurs de température, ce qui augmente la complexité de l'unité de commande (qui doit donc être capable de recevoir plusieurs lignes de mesure), et les coûts associés.

Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients des documents de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un procédé et un dispositif de chauffage d'un organe de véhicule, qui permet un mise en température particulière d'une zone ou surface limitée de l'organe, tout en restant simple à fabriquer et sans consommer trop d'électricité.

Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un procédé de chauffage d'un organe de véhicule tel qu'un volant ou un siège, comprenant au moins une première unité de chauffage électrique et au moins une deuxième unité de chauffage électrique, le procédé comprenant :

- une première étape avec une phase consistant à fournir un courant électrique à ladite au moins une première unité de chauffage électrique jusqu'à ce qu'au moins une zone prioritaire de l'organe atteigne une consigne de température, et avec une phase consistant à déterminer une première énergie électrique fournie à ladite au moins une première unité de chauffage électrique pour atteindre la consigne de température,

- une deuxième étape avec au moins une phase consistant à délivrer à ladite au moins une deuxième unité de chauffage électrique une deuxième énergie électrique, calculée sur la base de la première énergie électrique fournie à ladite au moins une première unité de chauffage électrique durant la première étape.

Le procédé selon l'invention propose d'alimenter la deuxième unité de chauffage pendant la deuxième étape uniquement en tenant compte de l'énergie fournie à la première unité de chauffage, ce qui simplifie l'architecture globale (pas besoin de capteur de température sur la zone chauffée par la deuxième unité de chauffage). De plus, on peut choisir d'alimenter la première unité pendant la première étape avec une puissance électrique différente de celle fournie à la deuxième unité, ce qui apporte une solution pour répondre à des besoins particuliers. Lors de la première étape, le procédé calcule donc l'intégrale en fonction du temps de la puissance électrique fournie à la première unité pour déterminer la première énergie fournie. Pendant la deuxième étape, le procédé définit soit le temps de chauffage (si la puissance de chauffage est prédéterminée), soit la puissance de chauffage (si le temps de chauffage est prédéterminé) appliqué(e) à la deuxième unité de chauffage, pour fournir totalement la deuxième énergie à la deuxième unité. On peut envisager également de mettre à jour le calcul du temps de chauffage ou de la puissance de chauffage au cours de la deuxième étape si par exemple la puissance disponible varie lors de cette deuxième étape.

Avantageusement, ladite au moins une première unité de chauffage électrique est agencée pour chauffer ladite au moins une zone prioritaire, et ladite au moins une deuxième unité de chauffage électrique est agencée pour chauffer une autre zone de l'organe que la zone prioritaire.

Avantageusement, la première étape consiste à alimenter en courant majoritairement ladite au moins une première unité de chauffage électrique.

Avantageusement, la deuxième étape comprend au moins une phase consistant à fournir un courant électrique à ladite au moins première unité de chauffage électrique pour maintenir ladite au moins une zone prioritaire de l'organe à la consigne de température. On peut envisager d'alimenter la première unité de chauffage s'il faut maintenir la température à une valeur minimale, comme par exemple si cette deuxième étape dure longtemps. Ce maintien en température ne requiert qu'une faible quantité de courant, la priorité pouvant aller à la deuxième unité de chauffage.

Avantageusement, une ligne d'alimentation, définissant une puissance maximale d'alimentation, étant prévue pour alimenter ladite au moins une première unité de chauffage électrique et ladite au moins une deuxième unité de chauffage électrique, et :

- durant la deuxième étape, ladite au moins une première unité de chauffage électrique reçoit au plus une portion prédéterminée de la puissance maximale d'alimentation, et ladite au moins une deuxième unité de chauffage électrique reçoit le complément disponible de la puissance maximale d'alimentation.

Une telle répartition des puissances allouées aux deux unités permet d'optimiser la vitesse de montée en température de l'autre zone sans que la régulation de température de la zone prioritaire ne soit affectée. En effet, la puissance disponible pour l'autre zone lors de la deuxième étape est variable avec un minimum garanti : si pendant la régulation de la zone prioritaire, la première unité ne consomme pas de puissance électrique, cette puissance électrique non consommée par la première unité est affectée à la deuxième unité ce qui lui permet de chauffer plus rapidement. Dans le même temps, la régulation de la zone prioritaire n'est pas affectée car une puissance électrique donnée lui est allouée en priorité si nécessaire. En d'autres termes, la zone prioritaire dispose d'une partie de la puissance disponible, jusqu'à un plafond, et alors l'autre zone bénéficie du complément (le reste de la puissance disponible), mais la zone prioritaire peut aussi ne rien consommer si la température se trouve dans les limites de la régulation et dans ce cas, toute la puissance disponible est allouée à l'autre zone. Par exemple, si unités de chauffage sont équivalentes ou égales, on peu alimenter la première unité avec 50% au plus de la puissance maximale disponible pour maintenir la zone prioritaire en température.

Avantageusement, durant la première étape, ladite au moins une première unité de chauffage électrique reçoit au moins 60% de la puissance maximale d'alimentation, et/ou ladite au moins une deuxième unité de chauffage électrique est alimentée avec au plus 40% de la puissance maximale d'alimentation. Très préférentiellement, durant la première étape, ladite au moins une première unité de chauffage électrique est alimentée avec au moins 70% de la puissance maximale d'alimentation, et la demanderesse a constaté que cette valeur permet d'arriver rapidement à la température de consigne, sans pour autant dégrader trop le chauffage d'autres zones de l'organe par ladite au moins une deuxième unité de chauffage. Pendant cette première étape, il n'y a pas d'affectation de puissance d'une unité vers l'autre, chacune consommant la puissance qui lui est allouée.

Avantageusement, durant la deuxième étape, ladite au moins une deuxième unité de chauffage électrique est alimentée en tenant uniquement compte de la première énergie électrique fournie à ladite au moins une première unité de chauffage électrique durant la première étape, éventuellement modulée par un coefficient multiplicateur de chauffage. C'est- à-dire que le procédé ne suit que ce paramètre pour délivrer du courant à la deuxième unité de chauffage. Cela permet de se passer de capteur de température pour la deuxième unité de chauffage. Le coefficient multiplicateur pourra être fixe ou variable, par exemple en fonction de la température à l'intérieur du véhicule. En outre, le coefficient multiplicateur pourra tenir compte ou pas de la puissance délivrée à la première unité qui pourrait influer sur la chauffe de la deuxième zone lorsque les deux zones sont proches l'une de l'autre.

Avantageusement, le procédé de chauffage comprend une troisième étape, débutant après la fourniture complète de la deuxième énergie électrique à ladite au moins une deuxième unité de chauffage électrique, et consistant :

- à maintenir ladite au moins une zone prioritaire de l'organe à la température de consigne en fournissant à ladite au moins une première unité de chauffage électrique une première puissance électrique de maintien,

- à fournir à ladite au moins une deuxième unité de chauffage électrique une deuxième puissance électrique de maintien calculée sur la base de la première puissance électrique de maintien fournie à ladite au moins une première unité de chauffage électrique pendant cette troisième étape. Même pendant la troisième étape, le pilotage en courant électrique de la deuxième unité ne se fait que sur la base du courant délivré à la première unité de chauffage. Il n'y a donc toujours pas besoin de faire une acquisition de température sur d'autres zones de l'organe.

Avantageusement, ladite au moins une première unité de chauffage électrique comprend une première résistance électrique, ladite au moins une deuxième unité de chauffage électrique comprend une deuxième résistance électrique, et pendant la troisième étape, la deuxième puissance électrique de maintien fournie à ladite au moins une deuxième unité de chauffage électrique est égale à la première puissance électrique de maintien modulée par un ratio de la valeur de la deuxième résistance électrique divisée par la valeur de la première résistance électrique. On peut prévoir de moduler la deuxième puissance électrique de maintien par rapport à la première puissance électrique de maintien uniquement avec le ratio de résistance, mais on peut également prévoir de moduler la deuxième puissance électrique de maintien également avec un coefficient de surface couverte par les unités de chauffage, un coefficient de conduction thermique...

Avantageusement, ladite au moins une première unité de chauffage électrique comprend une première résistance électrique, ladite au moins une deuxième unité de chauffage électrique comprend une deuxième résistance électrique, et la deuxième énergie électrique est égale à la première énergie électrique modulée par un ratio de la valeur de la deuxième résistance électrique divisée par la valeur de la première résistance électrique. On peut prévoir de moduler la deuxième énergie électrique par rapport à la première énergie électrique uniquement avec le ratio de résistance, mais on peut également prévoir de moduler la deuxième énergie électrique également avec un coefficient de surface couverte par les unités de chauffage, un coefficient de conduction thermique...

Avantageusement, toute étape de mesure d'une température au cours de la première étape ou au cours de la deuxième étape est une étape de mesure d'une température de ladite au moins une zone prioritaire. Le procédé de chauffage ne tient donc compte que de la température de la zone prioritaire pour piloter les unités de chauffage.

Avantageusement, la première étape est mise en œuvre uniquement si la température de consigne est supérieure de plus de 15°C par rapport à la température de ladite au moins une zone prioritaire. On peut par exemple prévoir une mise en route automatique du procédé de chauffage si un tel écart de température est constaté.

Un deuxième aspect de l'invention concerne un dispositif de chauffage d'un organe de véhicule tel qu'un volant ou un siège, comprenant :

- au moins une première unité de chauffage électrique,

- au moins une deuxième unité de chauffage électrique,

- au moins une unité de commande agencée pour commander ladite au moins une première unité de chauffage électrique et ladite au moins une deuxième unité de chauffage électrique,

- au moins un capteur de température agencé pour mesurer une température d'une zone prioritaire de l'organe,

caractérisé en ce que ladite au moins une unité de commande est agencée :

- pour déterminer une première énergie électrique fournie à ladite au moins une première unité de chauffage électrique sur la base d'une température mesurée par ledit au moins un capteur de température, - et pour délivrer à ladite au moins une deuxième unité de chauffage électrique une deuxième énergie électrique, calculée sur la base de la première énergie électrique.

Avantageusement, le dispositif de chauffage comprend comme seul capteur de température ledit au moins un capteur de température.

Un troisième aspect de l'invention concerne un volant de véhicule comprenant un dispositif de chauffage selon le deuxième aspect, et/ou agencé pour être chauffé par le procédé selon le premier aspect.

Un quatrième aspect de l'invention concerne un siège de véhicule comprenant un dispositif de chauffage selon le deuxième aspect, et/ou agencé pour être chauffé par le procédé selon le premier aspect.

Un cinquième aspect de l'invention concerne un véhicule automobile comportant un volant de véhicule selon le troisième aspect et/ou au moins un siège selon le quatrième aspect. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels :

- la figure 1 représente une vue simplifiée d'un volant chauffant comprenant un dispositif de chauffage selon la présente invention, apte à mettre en œuvre le procédé de chauffage selon la présente invention ;

- la figure 2 représente un diagramme des températures mesurées sur le volant de la figure 1 , lorsque le procédé selon la présente invention est mis en œuvre ; - la figure 3 représente une nappe de chauffage pour un dispositif de chauffage selon l'invention ;

- la figure 4 représente un exemple fourniture de courant pendant une première étape du procédé selon l'invention. La figure 1 représente un volant comprenant :

- un moyeu agencé pour fixer le volant sur une colonne de direction,

- une jante,

- trois branches reliant le moyeu à la jante.

La jante comprend deux zones prioritaires 10, et deux autres zones

20. Une première zone prioritaire 10 est agencée sensiblement à 10 heures, et une deuxième zone prioritaire 10 est quant à elle agencée à 14 heures. Autrement dit, les deux zones prioritaires 10 sont agencées aux endroits où le conducteur place le plus souvent ses mains lors de la conduite du véhicule (position "10h10").

Lorsque le véhicule est froid, il est avantageux de chauffer de manière préférentielle les deux zones prioritaires 10, pour procurer rapidement une sensation de confort au conducteur. Les autres zones 20 seront alors chauffées moins rapidement.

A cet effet, le dispositif de chauffage selon l'invention comprend :

- une première unité de chauffage agencée dans la jante au niveau des deux zones prioritaires 10,

- une deuxième unité de chauffage agencée dans la jante au niveau des deux autres zones 20.

Par exemple, on peut envisager d'implanter sous la couche externe de la jante du volant une nappe résistive 30 comme schématisée figure 3, avec deux résistances électriques chacune localisée en regard des zones à chauffer (une première résistance électrique R1 en regard des zones prioritaires 10, et une deuxième résistance électrique R2 en regard des autres zones 20). Lorsque la première zone est coupée en deux par la deuxième zone comme c'est le cas sur cet exemple, il existe une continuité électrique (des conducteurs électriques) entre les deux éléments électriques dédiés à chaque zone. Chaque continuité influence la température de la zone qu'elle traverse lorsqu'elle est alimentée en courant. Selon l'importance de l'influence, les coefficients de chauffage et de maintien peuvent tenir compte de l'impact de ces continuités électriques.

En raison de la présence d'un joint électrique tournant au niveau du moyeu du volant, la puissance d'alimentation PA est limitée à une puissance maximale d'alimentation PMA et II est impératif de calibrer la valeur totale des résistances R1 et R2 de chauffage R1 et R2 en fonction de cette puissance maximale d'alimentation. En tenant compte de cette contrainte, l'invention propose d'alimenter la première résistance de R1 et la deuxième résistance R2 selon une stratégie particulière, pour toutefois chauffer rapidement les zones prioritaires 10.

La figure 2 représente un exemple de chauffage mettant en œuvre le procédé selon la présente invention. L'axe des ordonnées est celui des températures mesurées en surface d'un volant équipé d'un dispositif de chauffage selon la présente invention, et l'axe des abscisses représente le temps.

La courbe en trait plein représente la température au niveau des zones prioritaires 10, au droit de la première résistance R1 , et la courbe en trait mixte représente la température au niveau des autres zones 20, au droit de la deuxième résistance R2. Une consigne de température C est définie entre deux droites horizontales, par exemple entre 25°C et 28°C. Si le volant du véhicule est froid (par exemple 0°C), alors le procédé de chauffage peut être enclenché, soit automatiquement, soit par le conducteur.

Pendant une première étape, entre tO et t1 , la première résistance R1 est alimentée de sorte à recevoir une première puissance électrique P1 qui est une majorité de la puissance maximale d'alimentation PMA (par exemple 70% de la puissance maximale d'alimentation PMA), et le reste de la puissance d'alimentation PA disponible est envoyé à la deuxième résistance R2 (30% de la puissance maximale d'alimentation PMA donc dans l'exemple ici) en tant que deuxième puissance électrique P2. On a donc PMA = P1 +P2. On constate que la température dans les zones prioritaires 10 augmente plus rapidement, entre tO et t1 , que la température dans les autres zones 20. Pendant cette première étape, le procédé de chauffage comptabilise également une première énergie électrique EE1 fournie à la première résistance R1 (EE1 , en joules, est le produit de la première puissance électrique P1 en watts par le temps (t1-t0) en secondes).

Au temps t1 , les zones prioritaires 10 sont à la consigne de température C, et débute alors une deuxième étape de régulation de la première résistance R1 pour maintenir cette consigne de température. Pour cela une puissance prédéfinie maximum est disponible pour la première résistance. Le reste de la puissance électrique disponible est alors envoyée à la deuxième résistance R2, on a toujours PMA = P1 +P2. Cependant, l'énergie électrique envoyée à cette deuxième résistance R2 est une deuxième énergie électrique EE2, calculée sur la base de la première énergie électrique EE1 déterminée durant la première étape. En effet, cette première énergie électrique a permis d'amener les zones prioritaires 10 à la consigne de température C avec mesure de la température, il est donc fiable de prendre cette première énergie électrique EE1 en compte pour déterminer la quantité d'énergie à apporter à la deuxième résistance R2. Bien entendu, on peut pondérer la première énergie électrique EE1 pour trouver la deuxième énergie électrique EE2, en fonction d'un ratio des résistance R2/R1 , ou bien un ratio de surface à chauffer, un autre ratio expérimental ou bien la température intérieure du véhicule ou la température des résistances par exemple. Des paramètres liés à la structure du volant tels que la présence d'éléments de décor faits de différentes matières peuvent aussi être pris en compte.

En ce qui concerne la première résistance R1 , celle-ci est alimentée uniquement pour maintenir la consigne de température. On peut alors limiter son alimentation à 50% ou moins de la puissance maximale d'alimentation, et même alimenter la deuxième résistance R2 avec toute la puissance d'alimentation lorsque la première résistance R1 n'a pas besoin d'être alimentée, comme entre le temps t1 et le temps t2. Entre le temps t2 et le temps t3, la première résistance R1 a besoin d'être alimentée, ce qui diminue les apports d'énergie vers la deuxième résistance électrique R2, et sa température monte moins rapidement. Cependant, au temps t3, toute l'énergie électrique EE2 a été délivrée à la deuxième résistance électrique R2, et celle-ci se trouve donc à la température de consigne.

Il est à noter que le procédé selon l'invention ne prend pas en compte la température au niveau des autres zones 20. Seule la température au niveau des zones prioritaire est prise en compte, pour piloter la première résistance électrique R1 , et seule la première énergie électrique EE1 est prise en compte pour piloter la deuxième résistance électrique pendant la deuxième étape entre t1 et Î3, déduction faite des besoins de régulation/maintien en température de la première résistance électrique R1.

Une fois la deuxième énergie électrique EE2 complètement délivrée à la deuxième résistance électrique R2, une troisième étape débute, celle du maintien en consigne de température de tout le volant. Lors de cette troisième étape, la première résistance électrique R1 est pilotée en fonction de sa température, et la deuxième résistance électrique R2, est pilotée de la même manière que la première résistance R1 , en multipliant simplement la puissance P1 par un coefficient de maintien, pour déterminer la puissance P2 à lui fournir.

En d'autres termes, la deuxième puissance électrique P2 est une fonction affine de la première puissance électrique P1 fournie à la première résistance électrique R1.

Si R1 et R2 sont de même valeur, ou doivent chacune chauffer un surface équivalente et que le volant est construit de manière similaire dans les deux zones à chauffer, on peut envisager de fournir la même puissance électrique aux deux résistances R1 et R2. Ainsi, il est possible de garantir que les deux zones seront maintenues en température dans un même intervalle en n'utilisant qu'un seul capteur de température.

La figure 4 représente un exemple d'alimentation en courant des résistances R1 et R2 pendant la première étape de chauffage. Au cours d'une période de temps T1 , qui sera répétée tout au long de la première étape, uniquement la première résistance R1 est alimentée avec toute la puissance électrique disponible entre le début de la période jusqu'à 70% de cette période T1. Ensuite, c'est la résistance R2 qui est alimentée avec toute la puissance électrique disponible jusqu'à la fin de la période T1.

En conséquence de quoi, sur la période T1 , la première résistance R1 reçoit environ 70% de toute la puissance disponible, et la deuxième résistance R2 reçoit le complément, c'est-à-dire environ 30% de toute la puissance disponible. Ce principe peut évidemment être repris lors de la deuxième étape et/ou lors de la troisième étape de chauffage du procédé selon l'invention.

On peut en plus envisager de hacher le courant pendant les phases d'alimentation de chaque résistance, pour réguler finement l'intensité du courant traversant chaque résistance, en régulant la fréquence de hachage.

On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées.