Brevet FR2858664A1 — publié le 20050211

SYSTEME D'INDICATION DE L'ETAT D'UN FILTRE A AIR D'UN VEHICULE La présente invention concerne les systèmes d'indication de l'état de filtres à air pour moteurs à combustion interne de véhicules, et en particulier un 10 système d'indication de l'état d'un tel filtre à air à un utilisateur d'un véhicule. Il est connu d'utiliser un moteur avec un système indiquant le degré de colmatage de l'élément du filtre à air à un utilisateur. Un tel système est décrit dans le 15 document US-5681988, dans lequel un système inclut un capteur de pression mesurant la pression de l'air à l'intérieur du filtre à air du côté de l'air purifié. Le capteur de pression se trouve en aval de la boîte du filtre à air, et une telle disposition pose un problème, car la 20 précision de détermination de l'encrassement du filtre peut être compromise, par exemple à cause des pertes de charge engendrées par les conduits et la compressibilité de l'air. Un des objets de l'invention est de fournir un système d'indication de l'état de filtres à air amélioré. L'invention a pour but de fournir un système d'indication de l'état d'un filtre à air pour moteurs à combustion interne d'un véhicule, comportant un boîtier de filtre à air, dans lequel se trouve un élément de filtre à air, une interface électronique prévue pour commander un 30 dispositif d'information utilisateur prévu pour signaler une indication du degré de colmatage de élément de filtre à air, et un capteur de pression différentielle comportant une prise de pression prévue pour détecter la pression de l'air en aval de l'élément de filtre à air, et une autre 35 prise de pression disposée en amont de l'élément de filtre à air, le capteur de pression différentielle étant prévu pour détecter de manière directe la pression différentielle à travers le élément de filtre à air, et de générer et de transmettre un premier signal électrique, indicatif de la pression différentielle, à l'interface électronique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - les prises de pression peuvent être connectées au boîtier de filtre à air dans les parties des côtés amont et aval de l'élément de filtre à air. - le dispositif d'information peut être placé dans une position dans laquelle il est visible d'un siège 10 utilisateur du compartiment utilisateur du véhicule, par exemple placé sur le tableau de bord du véhicule. - un ou plusieurs signaux de paramètres de fonctionnement du moteur et/ou du véhicule peuvent être utilisés par l'interface électronique pour commander le 15 dispositif d'information. L'invention fournit également un procédé d'indication de l'état d'un filtre à air pour moteurs à combustion interne d'un véhicule, comportant les étapes: de détection de la pression différentielle à l'intérieur d'un boîtier de 20 filtre à air de manière directe à travers l'élément de filtre à air; de génération, de préférence dans la région de l'élément de filtre à air, d'un signal électrique indicatif de la pression différentielle et la transmission de ce signal; d'utilisation du signal électrique indicatif 25 de la pression différentielle par l'interface électronique, en vue d'indiquer par l'intermédiaire d'un dispositif d'information l'état de l'élément de filtre à air. Le procédé peut aussi inclure l'indication du besoin de changer l'élément de filtre à air si la pression 30 différentielle dépasse une limite prédéterminée. L'interface électronique peut comparer la valeur correspondant au signal de pression différentielle avec une valeur d'une cartographie préenregistrée dans l'interface électronique, dans le but de générer un signal indicatif de 35 l'état de l'élément de filtre à air. La comparaison peut être faite de manière continue et de préférence pour plusieurs régimes moteur, plusieurs charges moteur, plusieurs taux d'entrée d'air ou plusieurs flux massique d'air. Le procédé peut aussi inclure la mesure de la pression différentielle après remplacement de l'élément de filtre à air par un élément de filtre à air neuf, et l'utilisation de cette pression différentielle comme une donnée pour des comparaisons ultérieures. Dans le système ou le procédé selon la présente invention, l'état du filtre à air est le degré de colmatage. La présente invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée de modes 15 de réalisation pris à titre d'exemples et nullement limitatifs, et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: - La figure 1 est une vue schématique d'un système d'indication de l'état de filtres à air pour moteur 20 à combustion interne. - La figure 2 est une vue schématique d'un système d'indication de l'état de filtres à air pour moteur à combustion interne, selon une variation du mode de réalisation précédent de la présente invention. Sur la figure 1, l'air parvient à un filtre à air 1 par un conduit 3a. Le filtre à air alimente le moteur à combustion interne 2 en air filtré par un conduit 3b. Le filtre à air 1 se compose d'un boîtier de filtre à air 4 et d'un élément de filtre à air 5, appelé aussi cartouche 30 filtrante. Un capteur de pression différentielle 6 se situe sur le boîtier de filtre à air 4. Il comporte deux prises de pressions 7a et 7b, en amont et en aval de l'élément de filtre à air 5. Le capteur retourne l'information sur la différence entre la pression en aval de l'élément de filtre 35 à air 5 et la pression en amont de l'élément de filtre à air 5, appelée pression différentielle, et correspondant aux pertes de charges engendrées par l'élément de filtre à air 5. Ces pertes de charge évoluent en fonction du débit d'air entrant dans le moteur et de l'état de l'élément de filtre à air 5, par exemple du degré de colmatage de cet 5 élément. Les prises de pression 7a et 7b qui se trouvent en amont et en aval sont très proches de l'élément de filtre à air 5, car la mesure de la différence de pression relativement faible (de 15 à 30 millibars) peut être perturbée par d'autres pertes de charges venant s'ajouter à 10 celles engendrées par l'élément de filtre à air 5, dues par exemple aux conduits d'air 3a et 3b et à la compressibilité de l'air. Le capteur de pression différentielle 6 transmet, en réponse à la mesure de la pression différentielle, un 15 signal électrique de cette pression différentielle. Ce signal parvient à une interface électronique 9. L'interface électronique 8 commande un dispositif d'information 9, qui peut avoir deux rôles: ce dispositif d'information 9 peut donner une indication de l'état de l'élément de filtre à 20 air, par exemple un pourcentage de colmatage par rapport à une valeur prédéterminée. Ce dispositif d'information 9 peut aussi avoir un rôle d'alerte, par exemple en utilisant un voyant lumineux placé dans le compartiment du véhicule de manière à pouvoir être vu par un utilisateur du 25 véhicule, par exemple sur le tableau de bord du véhicule. Lorsque le signal de pression différentielle dépasse un certain seuil prédéterminé, l'interface électronique 8 en avertit l'utilisateur, par l'intermédiaire du dispositif d'information 9, qui pourra ensuite procéder au 30 remplacement de l'élément de filtre à air 5. Cette limite prédéterminée peut être une valeur fixe enregistrée en usine, ou peut être obtenue à partir de valeurs d'une cartographie, du type de celle décrite ci après. Sur la figure 2, selon une variation du mode de 35 réalisation précédent de la présente invention, le capteur de pression différentielle 6 transmet, en réponse à la mesure de la pression différentielle, un premier signal électrique indicatif de la pression différentielle. L'interface électronique 8, par exemple un calculateur, analyse ce signal. D'autre signaux peuvent être utilisés 5 par l'interface électronique 8. Il peut s'agir de signaux provenant de capteurs 10 installés sur le moteur à combustion interne 2 ou dans le véhicule, indiquant par exemple le régime moteur, la distance parcourue, la charge moteur, le taux d'entrée d'air ou du flux massique d'air. 10 Après avoir analysé le premier signal indicatif de la pression différentielle avec ou non les autres signaux précités ci-dessus, l'interface électronique 8 génère un deuxième signal électrique au dispositif d'information 9. L'interface électronique 8 est capable d'estimer le 15 débit d'air traversant l'élément de filtre à air 5 et d'y associer les mesures de pression retournées par le capteur de pression différentielle 6. L'interface électronique 8 peut donc comparer la valeur correspondant au signal indicatif de la pression différentielle à une valeur d'une 20 cartographie de seuil prédéterminée. Cette cartographie de seuil est établie en usine et est enregistrée dans l'interface électronique 8. La comparaison est réalisée de manière continue, par exemple pour tous les régimes moteurs. Une autre particularité est que lorsque l'on change l'élément de filtre à air colmaté 5 par un neuf, le système peut réaliser une mesure de la pression différentielle (des pertes de charges). Cette mesure pourra être stockée dans L'interface électronique 9 comme mesure de référence, lors 30 des mesures ultérieures pendant l'utilisation du véhicule. Revendications 1) Système d'indication de l'état d'un filtre à air (1) pour moteurs à combustion interne (2) d'un véhicule, comportant un boîtier de filtre à air (4) dans lequel se 5 trouve un élément de filtre à air (5), un capteur de pression ayant une prise de pression (7b) prévue pour détecter la pression de l'air en aval de l'élément de filtre à air (5), une interface électronique (8) prévue pour recevoir un signal du capteur de pression et pour 10 commander un dispositif d'information utilisateur (9), caractérisé en ce que le capteur de pression est un capteur de pression différentielle (6) comportant une autre prise de pression (7a) disposée en amont dudit élément de filtre à air (5), ledit capteur de pression 15 différentielle (6) étant prévu pour détecter de manière directe la pression différentielle à travers ledit élément de filtre à air (5), et pour générer et transmettre un premier signal électrique, indicatif de la pression différentielle, à l'interface électronique 20 (9). 2) Système selon la revendication 1, dans lequel les prises de pression (7a) et (7b) sont connectées au boîtier de filtre à air (4) dans les parties des côtés amont et aval de l'élément de filtre à air (5). 3) Système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le dispositif d'information (9) est placé dans une position dans laquelle il est visible d'un siège utilisateur du compartiment utilisateur du véhicule, de préférence placé sur le tableau de bord du véhicule. 4) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel un ou plusieurs signaux de paramètres de fonctionnement du moteur (2) et/ou du véhicule sont utilisés par l'interface électronique (8) pour commander le dispositif d'information (9). 5) Procédé d'indication de l'état d'un filtre à air (1) 5 pour moteurs à combustion interne (2) d'un véhicule, comportant les étapes: a) de détection de la pression différentielle à l'intérieur d'un boîtier de filtre à air (4) de manière directe à travers l'élément de filtre à air 10 (5); b) de génération, de préférence dans la région de l'élément de filtre à air (5), d'un signal électrique indicatif de la pression différentielle et la transmission de ce signal; c) d'utilisation du signal électrique indicatif de la pression différentielle par l'interface électronique, en vue d'indiquer par l'intermédiaire d'un dispositif d'information (9) l'état de l'élément de filtre à air (5). 6) Procédé selon la revendication 5, incluant l'indication du besoin de changer l'élément de filtre à air (5) si la pression différentielle dépasse une limite prédéterminée. 7) Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel 25 l'interface électronique (8) compare la valeur correspondant au signal de pression différentielle avec une valeur d'une cartographie préenregistrée dans l'interface électronique (8), dans le but de générer un signal indicatif de l'état de l'élément de filtre à air 30 (5). 8) Procédé selon la revendication 7, dans lequel la comparaison est faite de manière continue et de préférence pour plusieurs régimes moteur, plusieurs charges moteur, plusieurs taux d'entrée d'air ou plusieurs flux massique d'air. 9) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, incluant la mesure de la pression différentielle après remplacement de l'élément de filtre à air (5) par un élément de filtre à air neuf, et l'utilisation de cette 10 pression différentielle comme une donnée pour des comparaisons ultérieures. 10)Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'état du filtre à air (1) est le degré de colmatage. ll)Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, dans lequel l'état du filtre à air (1) est le degré de colmatage.