Brevet FR3063247A1 — publié le 20180831

L'invention a pour objet un système de qualité d'air pour véhicule automobile. Un tel système comprend au moins un capteur de matière particulaire configuré pour mesurer une concentration de particules dans un flux d'air, soit issu de l'extérieur du véhicule automobile, dit flux d'air extérieur, soit issu d'un habitacle du véhicule, dit flux d'air intérieur. Par matière particulaire, on entend toutes particules de dimensions suffisamment faibles pour être transportées par l'air et être inhalées par des passagers du véhicule automobile. io Le système de qualité d'air permet de déterminer un niveau de pollution des flux d'air intérieur et extérieur. Le système de qualité d'air permet également, en combinaison avec un purificateur d'air, tel qu'un filtre et/ou un ioniseur, de dépolluer l'air destiné à alimenter l'habitacle du véhicule automobile. 15 Néanmoins, du fait de la difficulté d'intégration du système de qualité d'air dans le véhicule automobile, il arrive fréquemment que le flux d'air analysé ne s'écoule pas avec un nombre de Reynolds approprié, ce qui complique la mesure du capteur. Il peut se produire également un mélange des flux d'air intérieur et 20 extérieur, ce qui fausse alors les résultats de mesure du capteur. 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 une zone d'entrée d'air comportant un 25 canal d'entrée d'un premier flux air, dit premier canal d'entrée, et un canal d'entrée d'un deuxième flux d'air, dit deuxième canal d'entrée, le premier flux d'air étant issu d'un extérieur du véhicule automobile quand le système de qualité d'air est en position de fonctionnement dans le véhicule automobile, dite position de fonctionnement, et le deuxième flux d'air étant 3063247 2 issu d'un intérieur d'un habitacle du véhicule automobile dans ladite position de fonctionnement, le système de qualité d'air comprenant au moins un capteur de matière particulaire configuré pour mesurer une concentration de particules dans chacun du premier et du deuxième flux d'air, le système de 5 qualité d'air comprenant un élément de sélection d'air conformé pour sélectionner soit le premier flux d'air soit le deuxième flux d'air, l'élément de sélection d'air présentant une surface externe de sélection d'air comprenant au moins une portion de passage d'air munie d'un orifice, une portion d'obturation du premier canal et une portion d'obturation du deuxième canal, l'élément de sélection étant monté mobile entre une position de passage du premier flux, dans laquelle le deuxième canal est obturé par la portion d'obturation du deuxième canal et une position de passage du deuxième flux, dans laquelle le premier canal est obturé par la portion d'obturation du premier canal. Ainsi, grâce à la présente invention, il est possible de contrôler l'écoulement du flux d'air dont la concentration en particules est mesurée, tout en évitant un mélange intempestif entre les deux flux d'air extérieur et intérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la portion d'obturation du premier canal et la portion d'obturation du deuxième canal sont distinctes. Selon une autre caractéristique de l'invention, la portion d'obturation du premier canal et la portion d'obturation du deuxième canal sont confondues. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système comprend une première et une deuxième portions de passage d'air, la première portion de passage d'air formant entrée d'air de l'élément de sélection et la deuxième portion de passage d'air formant sortie d'air hors de l'élément de sélection. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément de sélection présente une forme générale sphérique ou une forme générale cylindrique, 3063247 3 de préférence de révolution, une surface latérale courbe du cylindre de révolution formant la surface externe de sélection d'air. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément de sélection est monté mobile en rotation. 5 Selon une autre caractéristique de l'invention, le système comprend un dispositif de commande de l'élément de sélection. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système comprend un boîtier de logement dudit au moins un capteur et au moins un ventilateur de mise en mouvement d'air disposé dans le boîtier de logement. io Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier canal et le deuxième canal ont une paroi en commun, une extrémité de ladite paroi étant conformée pour coopérer avec la surface externe de sélection d'air de l'élément de sélection d'air. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'extrémité présente une 15 forme évasée. L'invention a également pour objet un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile, comprenant un système de qualité d'air selon l'une des revendications précédentes. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système de qualité d'air 20 est disposé dans un canal d'entrée d'air du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation, ledit canal étant dédié soit à l'air extérieur soit à l'air intérieur et formant premier canal ou deuxième canal, l'autre du premier et deuxième canal étant formé par un canal distinct. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la 25 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 une vue en perspective d'un élément de sélection d'air d'un système de qualité d'air selon la présente invention ; 3063247 4 - les figures 2a et 2b illustrent une vue schématique transversale d'un système de qualité d'air muni de l'élément de sélection de la figure 1, selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - les figures 2c et 2d illustrent une vue schématique transversale d'un 5 système de qualité d'air muni de l'élément de sélection de la figure 1, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 illustre une vue schématique en coupe latérale d'un bloc de détection de matière particulaire intégrant le système de qualité d'air de la figure 1 ; et 10 - les figures 4 à 6 illustrent des variantes d'implantation du système de qualité d'air de la figure 1. Système de qualité d'air L'invention a pour objet un système de qualité d'air pour véhicule automobile, référencé 1 dans les figures. 15 Comme visible sur les figures 2a à 2d, le système 1 comprend une zone d'entrée d'air 2, un élément de sélection d'air 3 et un bloc de détection de matière particulaire 4. Le bloc de détection de matière particulaire 4 comprend au moins un capteur de matière particulaire 5. 20 Le capteur 5 comprend avantageusement un détecteur de gaz type COV (pour composés organiques volatiles), toluène, formaldéhyde et/ou ozone. L'entrée d'air va maintenant être décrite en détails. Comme il ressort des figures 2a à 2d, la zone d'entrée d'air 2 comporte un canal d'entrée d'un premier flux air, dit premier canal d'entrée, et 25 référencé 6. La zone d'entrée d'air 2 comprend également un canal d'entrée d'un deuxième flux d'air, dit deuxième canal d'entrée, et référencé 7. 3063247 5 Le premier flux d'air est issu de l'extérieur du véhicule automobile quand le système de qualité d'air est en position de fonctionnement dans le véhicule automobile, dite position de fonctionnement. Le premier flux d'air est appelé par la suite flux d'air extérieur, Fext. 5 Le premier canal 6 est appelé quant à lui canal d'air extérieur. Le deuxième flux d'air est issu d'un intérieur de l'habitacle du véhicule automobile dans la position de fonctionnement, et appelé flux d'air intérieur, Fint. Le deuxième canal 7 est appelé par la suite canal d'air intérieur. io Sur le mode de réalisation illustré, le canal d'air extérieur 6 et le canal d'air intérieur 7 s'étendent parallèlement l'un à l'autre, en étant délimités par une paroi commune 8. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à ce mode de réalisation, et il est possible de prévoir que les canaux extérieur et intérieur 6 et 7 soient 15 orientés différemment, et/ou qu'ils ne possèdent pas de paroi commune. On note qu'une section du canal 6 est avantageusement circulaire ou rectangulaire. De même, une section du canal 7 est avantageusement circulaire ou rectangulaire. 20 Comme visible sur les figures 2a à 2d, la paroi 8 présente une extrémité 9 conformée pour coopérer avec l'élément de sélection d'air 3, comme il sera expliqué ultérieurement. L'élément de sélection d'air 3 va maintenant être décrit en détails. Comme visible sur la figure 1, l'élément de sélection 3 présente une 25 forme générale cylindrique de révolution. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à la forme générale cylindrique 3063247 6 de révolution, et il est envisageable que l'élément de sélection 3 présente une autre forme cylindrique, ou une forme sphérique par exemple. Il est également envisageable que l'élément de sélection présente une section en arc de cercle. 5 Comme visible sur la figure 1, l'élément de sélection 3 comprend deux bases 10 opposées et une surface latérale de section transversale circulaire 11. La surface latérale 11 s'étend selon un axe principal noté X. La surface latérale 11 comprend au moins une portion de passage d'air io munie d'un orifice. Sur les modes de réalisation illustrés, la surface latérale 11 comprend deux portions de passage d'air 12, chacune des portions de passage d'air 12 étant munie d'un orifice 13. Sur les modes de réalisation illustrés, les orifices 13 sont identiques. 15 Comme plus particulièrement visible sur la figure 1, chaque orifice 13 présente une forme rectangulaire. Une longueur du rectangle formant l'orifice 13 est légèrement inférieure à une longueur de l'élément de sélection 3. Une largeur de chaque orifice 13 est choisie avantageusement de sorte à 20 faire passer tout l'air issu du canal associé. On note également qu'un même angle a délimite un secteur circulaire A de chaque orifice 13, comme illustré en traits discontinus sur les figures 2b et 2d. Les deux orifices 13 sont disposés symétriquement l'un à l'autre par 25 rapport à l'axe X. La surface latérale 11 comprend également au moins une portion 3063247 7 d'obturation du premier canal et au moins une portion d'obturation du deuxième canal. Sur les modes de réalisation illustrés, la surface latérale 11 comprend une portion d'obturation 15 du canal d'air extérieur 6 et une portion 5 d'obturation 14 du canal d'air intérieur 7. Comme il ressort de la figure 1, chaque portion d'obturation est constituée par une partie étanche de la surface latérale 11. L'élément de sélection 3 est monté mobile entre une position de passage du flux d'air extérieur et une position de passage du flux d'air intérieur. 10 Avantageusement, l'élément de sélection 3 est monté mobile en rotation. Sur les modes de réalisation illustrés, l'élément de sélection 3 pivote autour de l'axe X. Selon un premier mode de réalisation illustré aux figures 2a et 2b, le même orifice, référencé 13-E, constitue la seule entrée du flux d'air dans 15 l'élément de sélection 3, alternativement flux d'air extérieur et flux d'air intérieur. L'autre orifice, référencé 13-S, constitue la seule sortie du flux d'air (alternativement flux d'air extérieur et flux d'air intérieur) hors de l'élément de sélection 3. 20 Selon ce mode de réalisation, la portion d'obturation 14 et la portion d'obturation 15 sont distinctes. Les portions d'obturation sont disposées symétriquement l'une à l'autre par rapport à l'axe X. Autrement dit, les portions d'obturation 14 et 15 sont disposées de part et 25 d'autre de chaque orifice 13. La portion d'obturation 14 est dédiée à l'obturation du canal d'air intérieur 7. 3063247 8 La portion d'obturation 15 est dédiée à l'obturation du canal d'air extérieur 6. Ainsi, comme illustré aux figures 2a et 2b, l'élément de sélection 3 pivote dans un sens antihoraire d'un angle CI entre la position de passage du flux 5 d'air extérieur et la position de passage du flux d'air intérieur. Dans la position de passage du flux d'air extérieur (figure 2a), le canal d'air intérieur 7 est obturé par la portion d'obturation 14 tandis que le flux d'air extérieur Fext pénètre dans le bloc de détection de matière particulaire 4 via les orifices d'entrée et de sortie 13-E et 13-S. 1 o Dans la position de passage du flux d'air intérieur (figure 2b), le canal d'air extérieur 6 est obturé par la portion d'obturation 15 tandis que le flux d'air intérieur Fint pénètre dans le bloc de détection de matière particulaire 4 via les orifices d'entrée et de sortie 13-E et 13-S. Selon un deuxième mode de fonctionnement illustré aux figures 2c et 2d, 15 la portion d'obturation 14 et la portion d'obturation 15 sont confondues, c'est-à-dire qu'une seule portion obture alternativement le canal d'air extérieur 6 et le canal d'air intérieur 7. Sur les figures 2c et 2d, il s'agit de la portion 14, disposée entre les deux orifices 13-Int et 13-Ext. 20 Une autre portion 16, disposée symétriquement par rapport à l'axe X, ne joue pas de rôle d'obturation. Selon ce mode de réalisation, un orifice, référencé 13-Ext, est dédié à l'entrée du flux d'air extérieur dans l'élément de sélection 3, tandis que l'autre orifice, référencé 13-Int, est dédié à l'entrée du flux d'air intérieur 25 dans l'élément de sélection 3. Ainsi, comme illustré aux figures 2a et 2b, l'élément de sélection 3 pivote dans un sens horaire de l'angle CI entre la position de passage du flux d'air extérieur et la position de passage du flux d'air intérieur. 3063247 9 Dans la position de passage du flux d'air extérieur (figure 2c), le canal d'air intérieur 7 est obturé par la portion d'obturation 14. Le flux d'air extérieur Fext pénètre dans le bloc de détection de matière particulaire 4 via l'orifice d'entrée 13-Ext puis l'orifice 13-Int, l'orifice 13-Int 5 formant sortie du flux d'air extérieur hors de l'élément de sélection 3. Dans la position de passage du flux d'air intérieur (figure 2d), le canal d'air extérieur 6 est obturé par la portion d'obturation 14. Le flux d'air intérieur Fint pénètre dans le bloc de détection de matière particulaire 4 via l'orifice d'entrée 13-Int puis l'orifice 13-Ext, l'orifice 13-Ext 1 o formant sortie du flux d'air extérieur hors de l'élément de sélection 3. Le système de qualité d'air 1 comprend également un dispositif de commande de l'élément de sélection 3, non illustré sur les figures. Le dispositif de commande est par exemple un actionneur. Comme déjà indiqué, l'extrémité 9 est conformée pour coopérer avec 15 l'élément de sélection d'air 3. L'extrémité 9 présente une forme évasée de sorte à venir épouser localement la surface externe latérale 11 de l'élément de sélection 3. Cette forme évasée permet de rendre étanche l'interface entre la paroi 8 et l'élément de sélection 3, ce qui évite un mélange des flux d'air extérieur 20 et intérieur, Fext et Fint, en amont du bloc de détection de matière particulaire. Ainsi, l'air extérieur (respectivement intérieur) circulant dans le canal d'air extérieur 6 (respectivement canal d'air intérieur 7) est guidé exclusivement dans l'élément de sélection 3, ce qui évite toute fuite vers le canal d'air 25 intérieur 7 (respectivement canal d'air extérieur 6). Avantageusement, on peut prévoir des lèvres (non illustrées) en prolongement de l'extrémité 9 qui viennent au contact de la surface latérale 3063247 10 Un angle 13 délimite une partie de secteur circulaire de la portion d'obturation 14. Cette partie correspond à la partie du secteur circulaire faisant face à l'extrémité évasée 9 dans l'une des positions d'obturation du canal d'air 5 extérieur 6 et du canal d'air intérieur 7. L'angle 13 est supérieur ou égal à l'angle a afin d'assurer que, quelle que soit la position de l'élément de sélection 3, aucun mélange de flux d'air extérieur et intérieur ne puisse avoir lieu. Comme visible sur la figure 3, le bloc de détection de matière particulaire 10 4 comprend le capteur de matière particulaire 5. Par matière particulaire, on entend un ensemble de particules de dimensions suffisamment faibles pour être transportées par l'air et être inhalées. Les particules peuvent être solides, liquides, ou un mélange de solides et 15 liquides. Par exemple, un diamètre des particules est compris entre 0,005 pm et 100 pm. Par exemple, la matière particulaire comprend un mélange de spores, de pollen, de fumée de cigarettes, de carbone ... 20 Le capteur 5 mesure la concentration de matière particulaire dans le flux d'air circulant dans le bloc de détection de matière particulaire 4, c'est-à-dire soit le flux d'air extérieur Fext ou le flux d'air intérieur Fint. De façon connue, le capteur 5 comprend une source lumineuse et un photorécepteur, non illustrés. 25 Comme visible sur la figure 3, le bloc de détection de matière particulaire 4 comprend un ventilateur 25 pour aspirer le flux d'air intérieur ou extérieur dans le bloc de détection de matière particulaire 4. 3063247 11 Le ventilateur 25 est disposé soit en entrée du bloc de détection de matière particulaire 4, en amont du capteur 5 (variante illustrée en trait plein sur la figure 3), soit en aval de celui-ci relativement à l'écoulement du flux d'air intérieur, extérieur (variante illustrée en traits discontinus sur la figure 5 3). De préférence, le bloc de détection de matière particulaire 4 comprend un logement 17 du capteur 5 et du ventilateur 25. Le logement 17 permet d'assurer un écoulement stabilisé du flux d'air circulant dans le bloc de détection de matière particulaire 4. 1 o Le fonctionnement du système de qualité d'air va maintenant être décrit. Comme il ressort déjà de la description des figures, le flux d'air extérieur Fext circule dans le canal d'air extérieur 6 tandis que le flux d'air intérieur Fint circule dans le canal d'air intérieur 7. Selon la position de l'élément de sélection 3, soit c'est le flux d'air 15 extérieur Fext qui pénètre dans l'élément de sélection 3, soit c'est le flux d'air intérieur Fint. Au préalable, l'actionneur a positionné l'élément de sélection 3 dans l'une des positions de passage du flux d'air intérieur et de passage du flux d'air extérieur. 20 Ensuite, le flux d'air sélectionné par l'élément de sélection 3 pénètre dans le bloc de détection de matière particulaire 4 où il est analysé par le capteur 5. Ainsi, grâce au système 1, il est possible d'analyser successivement la concentration en matière particulaire dans le flux d'air extérieur et dans le 25 flux d'air intérieur. Selon les résultats de la mesure du capteur 5, il est alors possible d'agir sur les flux d'air. 3063247 12 Par exemple, on peut envisager de les filtrer si la concentration de matière particulaire est supérieure à un seuil. En variante ou en combinaison, il est possible d'alimenter l'habitacle du véhicule automobile en flux d'air le moins pollué parmi l'air intérieur et l'air 5 extérieur. Sur la figure 3, le système comprend un unique capteur 5. L'invention n'est bien entendu pas limitée à ce mode de réalisation et il est possible de prévoir une pluralité de capteurs, ce qui permet une analyse simultanée des flux d'air extérieur et intérieur. io Implantations du système de qualité d'air Selon les variantes illustrées sur les figures 4 à 6, le système de qualité d'air se présente sous la forme d'un module logé dans un boîtier 18. L'invention a également pour objet un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile 19 équipé du système de 15 qualité 1. Selon une première variante illustrée sur la figure 4, le système de qualité d'air 1 est inclus dans un canal d'entrée d'air extérieur 20 du dispositif 19. Le canal d'entrée d'air extérieur 20 alimente en air extérieur le canal d'air extérieur 6 du système de qualité d'air 1. 20 Un tuyau 21 alimente en air intérieur le canal d'air intérieur 7 du système de qualité d'air 1. Sur la variante illustrée sur la figure 5, le système de qualité d'air 1 est inclus dans un canal d'entrée d'air intérieur 22 du dispositif 17. Le canal d'entrée d'air intérieur 22 alimente en air intérieur le canal d'air 25 intérieur 7 du système de qualité d'air 1. Un tuyau 22 alimente en air extérieur le canal d'air extérieur 6 du 3063247 13 système de qualité d'air 1. Selon une variante illustrée à la figure 6, le système de qualité d'air 1 est extérieur au dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Dans ce cas, un tuyau 23 alimente en air extérieur le canal d'air extérieur 5 6 du système de qualité d'air 1 et un autre tuyau 24 alimente en air intérieur le canal d'air intérieur 7 du système 1. De préférence, pour chaque variante, le ou les tuyaux sont les plus courts possibles, afin d'assurer que les mesures prises reflètent bien les valeurs dans le flux d'air intérieur et dans le flux d'air extérieur. 10 REVENDICATIONS1. Système de qualité d'air pour véhicule automobile, comprenant une zone d'entrée d'air (2) comportant un canal d'entrée d'un premier flux air, dit premier canal (6), et un canal d'entrée d'un deuxième flux d'air, dit deuxième canal (7), le premier flux d'air étant issu d'un extérieur du véhicule automobile quand le système de qualité d'air est en position de fonctionnement dans le véhicule automobile, dite position de fonctionnement, et le deuxième flux d'air étant issu d'un intérieur d'un habitacle du véhicule automobile dans ladite position de fonctionnement, le 1 o système de qualité d'air (1) comprenant au moins un capteur de matière particulaire (5) configuré pour mesurer une concentration de particules dans chacun du premier et du deuxième flux d'air, le système de qualité d'air (1) comprenant un élément de sélection d'air (3) conformé pour sélectionner soit le premier flux d'air soit le deuxième flux d'air, l'élément de sélection 15 d'air (3) présentant une surface externe de sélection d'air (11) comprenant au moins une portion de passage d'air (12) munie d'un orifice (13), une portion d'obturation du premier canal (6) et une portion d'obturation du deuxième canal (7), l'élément de sélection (3) étant monté mobile entre une position de passage du premier flux, dans laquelle le deuxième canal (7) est 20 obturé par la portion d'obturation du deuxième canal (7) et une position de passage du deuxième flux, dans laquelle le premier canal (6) est obturé par la portion d'obturation du premier canal (6). 2. Système de qualité d'air selon la revendication 1, dans laquelle la portion d'obturation (15) du premier canal (6) et la portion d'obturation (14) 25 du deuxième canal (7) sont distinctes. 3. Système de qualité d'air selon la revendication 1, dans lequel la portion d'obturation (15) du premier canal (6) et la portion d'obturation (15) du deuxième canal (14) sont confondues. 4. Système de qualité d'air selon l'une des revendications précédentes, 30 comprenant une première et une deuxième portions de passage d'air (12), 3063247 15 la première portion de passage d'air (13-E) formant entrée d'air de l'élément de sélection (3) et la deuxième portion de passage d'air (13-S) formant sortie d'air hors de l'élément de sélection (3). 5. Système de qualité d'air selon l'une des revendications précédentes, 5 dans lequel l'élément de sélection (3) présente une forme générale sphérique ou une forme générale cylindrique, de préférence de révolution, une surface latérale courbe (11) du cylindre de révolution formant la surface externe de sélection d'air. 6. Système de qualité d'air selon l'une des revendications précédentes, 1 o comprenant un boîtier de logement (17) dudit au moins un capteur (5) et au moins un ventilateur de mise en mouvement d'air (25) disposé dans le boîtier de logement (17). 7. Système de qualité d'air selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier canal (6) et le deuxième canal (7) ont une paroi en 15 commun (8), une extrémité (9) de ladite paroi (8) étant conformée pour coopérer avec la surface externe de sélection d'air (11) de l'élément de sélection d'air (3). 8. Système de qualité d'air selon la revendication précédente, dans lequel l'extrémité (9) présente une forme évasée. 20 9. Dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile, comprenant un système de qualité d'air (1) selon l'une des revendications précédentes. 10. Dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile selon la revendication précédente, dans lequel le système de 25 qualité d'air (1) est disposé dans un canal d'entrée d'air du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation, ledit canal étant dédié soit à l'air extérieur soit à l'air intérieur et formant premier canal ou deuxième canal, l'autre du premier et deuxième canal étant formé par un canal distinct.