Brevet FR3051725A1 — publié le 20171201

Système de qualité d'air pour véhicule automobile L'invention a pour objet un système de qualité d'air pour véhicule automobile. Un système de qualité d'air d'un véhicule automobile permet une dépollution de l'air destiné à alimenter l'habitacle du véhicule automobile. Ce système est soit intégré à un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation du véhicule automobile, soit un module spécialement dédié. Dans un cas comme dans l'autre, le système comprend généralement un purificateur d'air, tel qu'un filtre et/ou un ioniseur, permettant d'assainir le flux d'air qui le parcourt avant de pénétrer dans l'habitacle du véhicule. Le système de qualité d'air s'avère donc primordial pour la santé des utilisateurs du véhicule automobile. Néanmoins, du fait que le système est passif et sollicité tout au long de la vie du véhicule automobile, il n'est pas rare que le purificateur d'air s'encrasse, ce qui a pour conséquence que l'air circulant dans l'habitacle n'est pas efficacement traité, induisant de ce fait un risque sanitaire pour les utilisateurs du véhicule automobile. Le but de l'invention est de remédier au moins partiellement à ces inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet un système de qualité d'air pour véhicule automobile, comprenant au moins un élément de purification d'un flux d'air à destination d'un habitacle du véhicule automobile, au moins un capteur de matière particulaire configuré pour mesurer une concentration de particules dans un flux d'air et un dispositif de contrôle de passage d'un flux d'air destiné à alimenter en air l'habitacle configuré pour être commandé par un résultat de la mesure du capteur de matière particulaire. Ainsi, grâce à la présente invention, il est possible de contrôler en temps réel la qualité d'air vers l'habitacle, ce qui permet d'allonger la durée de vie 3051725 2 d'un purificateur du système tout en réduisant les risques sanitaires pour les utilisateurs du véhicule automobile et en informant les utilisateurs d'un niveau de qualité d'air d'un flux d'air. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système comprend un 5 canal de circulation d'un flux d'air issu de l'extérieur du véhicule automobile, dit flux d'air extérieur, et un canal de circulation d'un flux d'air issu de l'habitacle du véhicule automobile, dit flux d'air intérieur, chacun desdits canaux étant muni d'un capteur de matière particulaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, chacun des canaux de io circulation du flux d'air extérieur et de circulation du flux d'air intérieur comprend un élément de purification d'air en aval du capteur de matière particulaire associé relativement respectivement au flux d'air extérieur et au flux d'air intérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de contrôle de 15 passage d'un flux d'air est un volet monté mobile entre une position de passage du flux d'air extérieur et une position de passage du flux d'air intérieur et disposé en aval des éléments de purification relativement au flux d'air extérieur et au flux d'air intérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système comprend un 20 canal de circulation d'un flux d'air issu de l'extérieur du véhicule automobile, dit flux d'air extérieur, et au moins un canal de circulation d'un flux d'air issu de l'habitacle du véhicule automobile, dit flux d'air intérieur, le système comprenant un capteur de matière particulaire configuré pour mesurer alternativement la concentration de particules dans le flux d'air extérieur et 25 la concentration de particules dans le flux d'air intérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système comprend un volet, dit volet de dérivation, monté mobile entre une position de circulation d'un flux d'air intérieur dans le capteur de matière particulaire et une position de circulation d'un flux d'air extérieur dans le capteur de matière 3051725 3 particulaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de contrôle de passage d'un flux d'air est un volet de distribution monté mobile entre une position de passage du flux d'air extérieur et une position de passage du 5 flux d'air intérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système comprend un élément de purification disposé en aval du volet de distribution relativement au flux d'air extérieur et au flux d'air intérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système comprend une io unité de pilotage de la position du volet d'admission en fonction de la position du volet de distribution. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système comprend un ventilateur de mise en mouvement du flux d'air à destination d'un habitacle du véhicule automobile. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre un chronogramme d'un procédé de contrôle d'un système de qualité d'air; 20 - la figure 2 illustre une entrée d'air d'un dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation pour la mise en oeuvre du procédé de la figure 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 3 illustre une entrée d'air d'un dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation pour la mise en oeuvre du procédé de 25 la figure 1 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Système de qualité d'air Un procédé de contrôle d'un système de qualité d'air pour véhicule 3051725 4 automobile est référencé 1 dans la figure 1. Le système de qualité d'air permet une dépollution de l'air destiné à alimenter l'habitacle du véhicule automobile. Le système est soit intégré à un dispositif de chauffage, ventilation et/ou 5 climatisation du véhicule automobile, soit un module spécialement dédié. Le système comprend de préférence un purificateur d'air, tel qu'un filtre et/ou un ioniseur, permettant d'assainir un flux d'air qui le parcourt avant de pénétrer dans l'habitacle du véhicule. Le système de qualité d'air comprend avantageusement un volet disposé io en amont du purificateur d'air relativement au flux d'air. Le volet est monté pivotant entre une position d'ouverture dans laquelle le volet laisse passer le flux d'air au travers du purificateur d'air et une position d'obturation dans laquelle le volet interdit au flux de traverser le purificateur d'air. 15 En complément ou en alternative, le système de qualité d'air comprend également un volet de commande de circulation d'un flux d'air issu de l'habitacle, autrement appelé air recyclé. Le volet est pivotant entre une position d'ouverture dans laquelle le volet laisse passer le flux d'air recyclé à nouveau dans l'habitacle au travers du 20 purificateur d'air et une position d'obturation dans laquelle le volet interdit au flux de pénétrer dans l'habitacle. Le procédé de contrôle 1 permet le pivotement du volet du purificateur d'air et/ou du volet d'air recyclé. Procédé de contrôle 25 Comme visible sur la figure 1, le procédé 1 comprend une étape 2 de mesure d'une concentration de particules dans au moins un flux d'air choisi parmi un flux d'air extérieur au véhicule automobile et un flux d'air intérieur. 3051725 5 La mesure de concentration de particules est effectuée par un capteur de matière particulaire. Par matière particulaire, on entend un ensemble de particules de dimension suffisamment faible pour être transportées par l'air et être 5 inhalées. Les particules peuvent être solides, liquides, ou un mélange de solides et liquides. Par exemple, un diamètre des particules est compris entre 0,01 pm et 10 I-tm. 10 Par exemple, la matière particulaire comprend un mélange de spores, de pollen, de fumée de cigarettes, de carbone ... Le flux d'air intérieur correspond de préférence à un flux d'air circulant dans l'habitacle du véhicule automobile. Le procédé 1 comprend également une étape de comparaison 3 de la 15 valeur de concentration mesurée à une valeur seuil, notée S. Le procédé 1 comprend également une étape 4 de déclenchement ou d'arrêt du système de qualité d'air selon un résultat de l'étape de comparaison. Par déclenchement du système de qualité, on entend que le volet du 20 purificateur d'air est en position d'ouverture et/ou que le volet d'air recyclé est en position d'ouverture. Par arrêt du système de qualité, on entend que le volet du purificateur d'air est en position d'ouverture et/ou que le volet d'air recyclé est en position d'ouverture. 25 Avantageusement, le système de qualité d'air est déclenché si la valeur de concentration de particules mesurée, notée [MES] est supérieure à la valeur seuil S. 3051725 6 Avantageusement, le système de qualité d'air est arrêté si la valeur de la concentration de particules mesurée [MES] est inférieure à la valeur seuil S. Avantageusement, la valeur seuil S correspond à une valeur de concentration maximale recommandée par une autorité nationale ou 5 internationale, diminuée d'une valeur de concentration pré-déterminée, notée R. La valeur de concentration pré-déterminée R est comprise entre 0 et 1, de préférence entre 0,75 et 1. Avantageusement, la valeur seuil S est fonction d'une efficacité E d'un io filtre du système de qualité d'air. De manière connue, l'efficacité d'un filtre est calculée en % de poussière retenue (en nombre ou en masse) pour une granulométrie donnée. De préférence, la valeur seuil S est donnée par la formule suivante : S = 100 - E où cmax est la valeur de concentration maximale recommandée par une 15 autorité nationale ou internationale, R est la valeur de concentration pré- déterminée et E est l'efficacité du filtre. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la concentration de particules est mesurée dans le flux d'air intérieur et dans ledit flux d'air extérieur. 20 Le résultat de la mesure dans le flux d'air intérieur est une valeur de concentration en particules dans le flux d'air intérieur, notée [INT]. Le résultat de la mesure dans le flux d'air extérieur est une valeur de concentration en particules dans le flux d'air extérieur, notée [EXT]. Dans ce cas, au cours de l'étape de comparaison 3, la valeur de 25 concentration en particules dans le flux d'air intérieur [INT] est comparée à cmax RE 3051725 7 la valeur de concentration de particules dans le flux d'air extérieur [EXT], la valeur seuil S correspondant à la valeur de concentration de particules à l'extérieur du véhicule automobile [EXT]. De préférence, dans lequel l'étape de mesure de la concentration de 5 particules a une durée comprise entre 1 secondes et 60 secondes. Cette durée permet d'éviter une succession trop rapide d'ouvertures et fermetures du système de qualité d'air. Avantageusement, le système de qualité d'air comprend également une étape 5 de maintien du système de qualité d'air en arrêt ou déclenché. io Cette étape 5 permet de prendre en compte d'autres critères tels qu'un taux d'humidité ou un niveau de dioxyde de carbone dans l'habitacle. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé L'invention va maintenant être décrite en relation avec deux modes de réalisation. 15 Le système de qualité d'air est soit une entrée d'un dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation 21 d'un véhicule automobile, tel qu'illustré aux figures 2 et 3, soit un module dédié. Premier mode de réalisation La figure 2 illustre un système de qualité d'air d'un dispositif de 20 ventilation, chauffage et/ou climatisation 21 pour la mise en oeuvre de l'étape de mesure 2. Le système de qualité comprend une entrée d'air 20 du dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation 21. Comme visible sur la figure 2, l'entrée d'air comprend un conduit d'air 25 extérieur 22 et un conduit d'air de recyclage 23. Le conduit d'air extérieur 22 permet la circulation d'un flux d'air F 3051725 8 provenant de l'extérieur du véhicule automobile. Le conduit d'air intérieur 23 permet la circulation d'un flux d'air F' provenant de l'habitacle du véhicule automobile. Sur la figure 2, les conduits d'air extérieur 22 et d'air de recyclage 23 sont 5 formés d'un même canal 24, le flux d'air extérieur F pénétrant dans le canal 24 par une première extrémité 25 du canal 24, tandis que le flux d'air intérieur F' pénètre dans le canal 24 par une deuxième extrémité 26. Les flux F et F' sont opposés l'un à l'autre. Le canal 24 est percé d'un orifice 27 formant entrée d'un canal 28 io d'alimentation en air d'un ventilateur 29 du dispositif 21. Le canal 24 est muni d'un volet 30 pour distribuer le canal 28 en air extérieur et/ou en air intérieur, comme il va être détaillé. Le volet 30 est par la suite appelé volet de distribution. L'entrée d'air 20 comprend également un conduit 31 piqué sur les canaux 15 d'air intérieur 23 et d'air extérieur 22. Le conduit 31 est appelé conduit de dérivation. Le canal de dérivation 31 permet qu'un flux d'air F" soit prélevé sur le canal d'air intérieur 23 et circule jusqu'au conduit d'air extérieur 23 entre une entrée 32 du conduit 31 piquée sur le conduit d'air intérieur 23 et une 20 sortie 33 hors du conduit 31 piquée sur le conduit d'air extérieur 22. L'entrée d'air 20 comprend également un volet 34 d'admission du flux d'air F" dans le canal d'air extérieur 22, comme il va être détaillé. Le volet 34 est par la suite appelé volet de dérivation. L'entrée d'air 20 comprend également un capteur de particules 35 25 disposé en aval du volet 31 relativement aux flux d'air F et F". Le système de qualité d'air comprend un élément de purification 36. 3051725 9 Sur le mode de réalisation illustré, l'élément de purification 36 est un filtre. Le filtre 36 est disposé dans le canal 28 en amont du ventilateur 29. Le volet de dérivation 34 est monté mobile entre une position d'ouverture 5 du conduit de dérivation 31 et une position de fermeture du conduit de dérivation 31. Le volet de dérivation 34 comprend une paroi 37 pivotant autour d'un axe 38 entre la position d'ouverture et la position de fermeture. Sur le mode de réalisation illustré à la figure 2, le volet 34 est un volet de io type drapeau, l'une 39 des extrémités de la paroi 37 étant libre tandis qu'une extrémité opposée est fixe, solidaire de l'axe 38. Dans la position d'ouverture, illustrée en pointillés sur la figure 2, la paroi 37 du volet 34 est disposée à distance de la sortie 32, ce qui permet au flux d'air intérieur F" de pénétrer dans le canal d'air extérieur 22. 15 Dans la position d'ouverture, la paroi 37 du volet 34 est disposée à l'intérieur du canal d'air extérieur 22. Dans la position de fermeture, illustrée en trait plein sur la figure 2, la paroi 37 du volet 34 est disposée contre la sortie 32 du canal, ce qui empêche tout passage du flux d'air F" dans le canal d'air extérieur 22. 20 Le capteur de particules 35 est disposé relativement au volet de sorte qu'en position d'ouverture du conduit de dérivation 31, le capteur de particules reçoit le flux d'air F" exclusivement. Pour ce faire, comme visible sur la figure 2, le capteur de particules est disposé contre une portion 40 d'un parcours de l'extrémité libre 39 du volet 25 34 au cours de son mouvement de pivotement. Ainsi, le pivotement du volet de dérivation assure que le flux d'air extérieur et le flux d'air intérieur traversent alternativement le capteur de 3051725 10 particules. Comme visible sur la figure 2, le volet de distribution 30 est monté mobile entre une position d'alimentation du canal 28 en air extérieur, dite position extérieure, et une position d'alimentation du canal 28 en air intérieur, dite 5 position intérieure. La position extérieure est illustrée en trait plein sur la figure 2, tandis que la position intérieure est illustrée en pointillés. Le volet 30 comprend une paroi 41 pivotant autour d'un axe 42 entre la position d'alimentation en air extérieur et la position d'alimentation en air 10 intérieur. Dans la position extérieure, la paroi 41 du volet 30 obture le canal d'air intérieur 23. Dans cette position, le flux d'air F"' circulant dans le canal 28 F est issu du canal d'air extérieur. 15 De préférence, le volet 34 est en position de fermeture du conduit de dérivation 31. Pour ce faire, le système de qualité d'air comprend avantageusement une unité de pilotage, non illustrée. En position intérieure, le volet 30 obture le canal d'air extérieur 22. 20 Dans cette position, le flux d'air F"' circulant dans le canal 28 est issu du canal d'air intérieur. Entre la position intérieure et la position extérieure, le volet 30 décrit une pluralité de positions intermédiaires dans lesquelles le canal 28 est alimenté en air extérieur et en air intérieur. 25 On note que le volet de distribution 30 forme un dispositif de contrôle du passage du flux d'air F"' destiné à alimenter en air l'habitacle. 305 1 7 2 5 11 Le volet 30 est configuré pour être commandé par un résultat de la mesure du capteur de matière particulaire, ce qui permet de diriger dans l'habitacle le flux d'air F issu de l'extérieur, le flux d'air F" issu de l'intérieur ou un mélange des deux. 5 Par exemple, en cas de pollution extérieure détectée par le résultat de la mesure du capteur 35, le volet 30 pivote en position intérieure. Au contraire, en cas de pollution intérieure (fumée de cigarette...) ou en cas de pollution extérieure stable et supérieure aux limites requises, le volet 30 pivote en position extérieure. io Deuxième mode de réalisation La figure 3 illustre un système de qualité d'air d'un dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation 21 pour la mise en oeuvre de l'étape de mesure 2 selon un autre mode de réalisation. Les références numériques portant sur des éléments identiques à celles 15 du premier mode de réalisation restent inchangées. Le système de qualité comprend une entrée d'air 20 du dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation 21. Selon le mode de réalisation illustré à la figure 3, l'entrée d'air comprend un conduit d'air extérieur 22 et un conduit d'air de recyclage 23. 20 Le conduit d'air extérieur 22 permet la circulation d'un flux d'air F provenant de l'extérieur du véhicule automobile. Le conduit d'air intérieur 23 permet la circulation d'un flux d'air F' provenant de l'habitacle du véhicule automobile. Sur la figure 3, les conduits d'air extérieur 22 et d'air de recyclage 23 sont 25 formés d'un même canal 24, le flux d'air extérieur F pénétrant dans le canal 24 par une première extrémité 25 du canal 24, tandis que le flux d'air intérieur F' pénètre dans le canal 24 par une deuxième extrémité 26. 3051725 12 Les flux F et F' sont opposés l'un à l'autre. Chacun des canaux d'air intérieur 23 et d'air extérieur 22 est muni d'un capteur de particules 35. Le canal 24 est percé d'un orifice 27 formant entrée d'un canal 28 5 d'alimentation en air d'un ventilateur 29 du dispositif 21. Un filtre 36 est disposé dans chacun des canaux d'air extérieur et d'air intérieur, en amont de l'orifice d'entrée du canal 28 relativement respectivement au flux d'air F et F'. On note qu'il peut avoir un seul filtre dans le canal 28. io Le canal 24 est muni d'un volet 30 pour distribuer le canal 28 en air extérieur et/ou en air intérieur. Le volet de distribution 30 est monté mobile entre une position d'alimentation du canal 28 en air extérieur, dite position extérieure, et une position d'alimentation du canal 28 en air intérieur, dite position intérieure. 15 La position extérieure est illustrée en trait plein sur la figure 3, tandis que la position intérieure est illustrée en pointillés. Le volet 31 comprend une paroi pivotant autour d'un axe entre la position d'alimentation en air extérieur et la position d'alimentation en air intérieur. Dans la position extérieure, la paroi du volet obture le canal d'air intérieur 20 23. Dans cette position, le flux d'air issu du canal d'air extérieur circule dans le canal 28. De préférence, le volet est en position de fermeture du canal de dérivation. 25 En position intérieure, le volet obture le canal d'air extérieur 22. Dans cette position, le flux d'air issu du canal d'air intérieur circule dans 3051725 13 le canal 28. Entre la position intérieure et la position extérieure, le volet décrit une pluralité de positions intermédiaires dans lesquelles le canal 28 est alimenté en air extérieur et en air intérieur. 5 Comme déjà indiqué en relation avec la figure 2, le volet de distribution forme un dispositif de contrôle du passage du flux d'air F"' destiné à alimenter en air l'habitacle. Le volet 30 est configuré pour être commandé par un résultat de la mesure du capteur de matière particulaire, ce qui permet de diriger dans io l'habitacle le flux d'air F issu de l'extérieur, le flux d'air F" issu de l'intérieur ou un mélange des deux. Par exemple, en cas de pollution extérieure détectée par le résultat de la mesure du capteur 35, le volet 30 pivote en position intérieure. Au contraire, en cas de pollution intérieure (fumée de cigarette...), le 15 volet 30 pivote en position extérieure. Avantages Grâce au système de qualité d'air selon la présente invention, il est possible de commander quel flux d'air, intérieur et/ou extérieur, alimente l'habitacle, et quel flux d'air est filtré, ce qui permet d'allonger la durée de 20 vie d'un purificateur du système tout en réduisant les risques sanitaires pour les utilisateurs du véhicule automobile. Il est également possible d'informer les utilisateurs du véhicule automobile d'un niveau de qualité d'air extérieur et/ou intérieur. REVENDICATIONS1. Système de qualité d'air pour véhicule automobile, comprenant au moins un élément de purification (36) d'un flux d'air à destination d'un habitacle du véhicule automobile, au moins un capteur de matière particulaire (35) configuré pour mesurer une concentration de particules dans un flux d'air et un dispositif de contrôle (30) de passage d'un flux d'air destiné à alimenter en air l'habitacle configuré pour être commandé par un résultat de la mesure du capteur de matière particulaire (35). 2. Système de qualité d'air selon la revendication 1, comprenant un canal (22) de circulation d'un flux d'air issu de l'extérieur du véhicule automobile (F), dit flux d'air extérieur, et un canal (23) de circulation d'un flux d'air issu de l'habitacle du véhicule automobile (F'), dit flux d'air intérieur, chacun desdits canaux (22, 23) étant muni d'un capteur de matière particulaire (35). 3. Système de qualité d'air selon la revendication précédente, dans lequel chacun des canaux de circulation du flux d'air extérieur et de circulation du flux d'air intérieur (22, 23) comprend un élément de purification d'air (36) en aval du capteur de matière particulaire associé relativement respectivement au flux d'air extérieur (F) et au flux d'air intérieur (F'). 4. Système de qualité d'air selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de contrôle de passage d'un flux d'air est un volet (30) monté mobile entre une position de passage du flux d'air extérieur et une position de passage du flux d'air intérieur et disposé de préférence en aval des éléments de purification (36) relativement au flux d'air extérieur et au flux d'air intérieur. 5. Système de qualité d'air selon la revendication 1, comprenant un canal (22) de circulation d'un flux d'air issu de l'extérieur du véhicule automobile, dit flux d'air extérieur, et au moins un canal (31) de circulation d'un flux d'air issu de l'habitacle du véhicule automobile, dit flux d'air 3051725 15 intérieur, le système comprenant un capteur de matière particulaire (35) configuré pour mesurer alternativement la concentration de particules dans le flux d'air extérieur (F) et la concentration de particules dans le flux d'air intérieur (F"). 5 6. Système de qualité d'air selon la revendication précédente, comprenant un volet (34), dit volet de dérivation, monté mobile entre une position de circulation du flux d'air intérieur (F") dans le capteur de matière particulaire (35) et une position de circulation du flux d'air extérieur dans le capteur de matière particulaire (35). 10 7. Système de qualité d'air selon l'une des revendications 5 ou 6, dans lequel le dispositif de contrôle de passage d'un flux d'air est un volet (30) de distribution monté mobile entre une position de passage du flux d'air extérieur (F) et une position de passage du flux d'air intérieur (F'). 8. Système de qualité d'air selon la revendication précédente, 15 comprenant un élément de purification (35) disposé en aval du volet de distribution relativement au flux d'air extérieur et au flux d'air intérieur. 9. Système de qualité d'air selon l'une des revendications 7 ou 8, comprenant une unité de pilotage de la position du volet d'admission (34) en fonction de la position du volet de distribution (30). 20 10. Système de qualité d'air selon l'une des revendications précédentes, comprenant un ventilateur (29) de mise en mouvement du flux d'air à destination d'un habitacle du véhicule automobile.