FR3076491A1 - Procede de determination du niveau de pollution de l’air a l’interieur et a l’exterieur d’un vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention porte sur procédé de détermination du taux d'au moins un polluant dans l'air à l'intérieur et à l'extérieur de l'habitacle (3) d'un véhicule automobile (10), ledit véhicule (10) comprenant un capteur adapté pour déterminer le taux d'au moins un polluant dans l'air intérieur (A2) de l'habitacle (3) du véhicule (10), et un système de gestion de l'air (4) adapté pour ventiler de l'air extérieur (A1) à l'intérieur de l'habitacle (3), ledit procédé comprenant la détermination du taux dudit polluant dans l'air extérieur (A1) à partir de la variation du taux mesuré du polluant dans l'air intérieur (A2) et de la détermination de la quantité d'air renouvelé de l'habitacle (3) durant cette variation.
Description
PROCEDE DE DETERMINATION DU NIVEAU DE POLLUTION DE L’AIR A L’INTERIEUR ET A L’EXTERIEUR D’UN VEHICULE AUTOMOBILE
[001] L'invention concerne, de façon générale, la gestion de la pollution de l’air, en particulier à bord d’un véhicule automobile.
[002] L’invention porte plus particulièrement sur un procédé de détermination du niveau de pollution à l’intérieur et à l’extérieur d’un véhicule automobile.
[003] De manière connue, un véhicule automobile comprend un système de gestion de l’air au sein de l’habitacle du véhicule afin d’assurer le confort des passagers du véhicule automobile. Un tel système HVAC, pour Heating, Ventilation and Air-Conditioning en langue anglaise, signifiant chauffage, ventilation et climatisation, prend aujourd’hui en compte la pollution de l’air, notamment par des particules fines en suspension, dites « PM » pour « particulate matter » selon l’acronyme anglais connu de l’homme du métier, ou de type COV, pour Composés Organiques Volatils. En effet, le niveau de pollution de l’air atteint par endroit un niveau tel qu’il est désagréable, voire dangereux, pour un passager du véhicule de respirer un tel air.
[004] De manière connue, un système de dépollution de l’air ambiant d’un habitacle de véhicule comprend un dispositif de filtre à air et est disposé dans le véhicule afin de filtrer l’air utilisé pour ventiler l’habitacle du véhicule. Un tel dispositif de filtre à air permet de retenir certaines particules polluantes en suspension dans l’air lors du passage de l’air à travers le filtre et ainsi limiter le niveau de pollution au sein de l’habitacle du véhicule.
[005] Un autre aspect important du système de dépollution de l’air est de pouvoir informer l’utilisateur du véhicule du niveau de pollution aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur du véhicule. Dans ce but, le système comprend un capteur de gaz adapté pour mesurer le taux d’un gaz polluant dans l’air. Cependant, il est nécessaire de mesurer ce taux dans l’air intérieur et dans l’air extérieur.
[006] Une solution évidente serait de placer un capteur de gaz à l’intérieur du véhicule et un autre à l’extérieur afin d’obtenir les deux mesures. Cependant, cela augmenterait les coûts et représente donc un inconvénient majeur.
[007] On connait par le document FR 3031574 un dispositif pour véhicule automobile comprenant un unique capteur de gaz relié à différents conduits d’arrivée d’air. Un de ces conduits permet d’alimenter le capteur de gaz avec l’air extérieur et un autre avec l’air de l’habitacle. Ainsi, le même capteur peut successivement mesurer le taux d’un gaz polluant dans l’air intérieur et dans l’air extérieur. Cependant, la température et l’hygrométrie de l’air extérieur pouvant fortement varier, les mesures d’un tel dispositif ne sont pas précises, ce qui représente un inconvénient majeur. De plus, il est nécessaire d’espacer les mesures successives afin d’optimiser la précision des résultats, ce qui représente un autre inconvénient.
[008] L’invention vise donc à résoudre ces inconvénients en proposant un procédé permettant de déterminer de manière fiable et peu coûteuse le taux d’au moins un polluant dans l’air à l’intérieur et à l’extérieur d’un véhicule.
[009] Pour parvenir à ce résultat, la présente invention concerne un procédé de détermination du taux d’au moins un polluant dans l’air à l’intérieur et à l’extérieur de l’habitacle d’un véhicule automobile, ledit véhicule comprenant un capteur adapté pour déterminer le taux d’au moins un polluant dans l’air intérieur de l’habitacle du véhicule, et un système de gestion de l’air adapté pour ventiler de l’air extérieur à l’intérieur de l’habitacle, ledit procédé comprenant une première étape de mesure par ledit capteur d’une première valeur du taux d’un polluant dans l’air intérieur, une deuxième étape de mesure par ledit capteur d’une deuxième valeur du taux dudit polluant dans l’air intérieur, la première et la deuxième étapes de mesure étant réalisées successivement avec un intervalle de temps prédéterminé, une étape de détermination de la quantité d’air intérieur renouvelé par de l’air extérieur par le système de gestion de l’air entre la première et la deuxième étape de mesure, et une étape de détermination du taux dudit polluant dans l’air extérieur à partir de la quantité déterminée d’air renouvelé et de la variation entre la première et la deuxième valeur du taux mesuré du polluant dans l’air intérieur.
[0010] Grâce au procédé selon l’invention, il est possible de détermine le taux d’un polluant dans l’air à l’intérieur et à l’extérieur du véhicule à l’aide d’un unique capteur grâce à la mesure de la variation de ce taux dans l’air intérieur et de la détermination de la quantité d’air extérieur à l’origine de cette variation. Ceci permet de limiter les coûts. De plus, le capteur pouvant être utilisé par d’autres fonctions du véhicule, aucun élément supplémentaire n’est nécessaire pour déterminer le taux dans l’air extérieur. La mesure de ce taux dans l’habitacle est précise grâce au contrôle de la température et de l’humidité de l’air au sein de l’habitacle par le système de gestion de l’air, ce qui permet d’optimiser la précision du taux déterminé dans l’air extérieur à partir de cette mesure. Enfin, le taux ainsi déterminé de polluant dans l’air extérieur peut être partagé avec d’autres véhicules ou services connectés grâce au module de communication et il peut être réutilisé grâce à la géolocalisation et l’horodatage du véhicule lors des mesures.
[0011] Avantageusement, le taux du polluant dans l’air extérieur est déterminé à partir du volume prédéterminé de l’habitacle.
[0012] Avantageusement, l’étape de détermination de la quantité d’air renouvelé comprend une sous-étape de mesure du débit d’air extérieur entrant dans l’habitacle par le système de gestion de l’air.
[0013] Avantageusement, l’étape de détermination de la quantité d’air renouvelé comprend une sous-étape de mesure du débit d’air intérieur recirculant à travers le système de gestion de l’air.
[0014] Avantageusement, l’étape de détermination de la quantité d’air renouvelé comprend une sous-étape de détection de l’ouverture d’un ouvrant du véhicule.
[0015] Avantageusement, le taux du polluant dans l’air extérieur est déterminé comme étant égal au taux mesuré du polluant dans l’air intérieur si l’ouverture d’au moins un ouvrant du véhicule est détectée.
[0016] Avantageusement, le procédé comprend une étape d’envoi, de préférence de manière sans fil, du taux déterminé du polluant dans l’air extérieur.
[0017] Avantageusement, le véhicule comprenant un module de géolocalisation configuré pour déterminer la géolocalisation du véhicule lors de la mesure du taux du polluant dans l’air intérieur, ladite étape d’envoi comprend l’envoi de la géolocalisation du véhicule avec le taux déterminé du polluant dans l’air extérieur.
[0018] L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un capteur adapté pour déterminer le taux d’au moins un polluant dans l’air intérieur de l’habitacle du véhicule, et un système de gestion de l’air adapté pour ventiler de l’air extérieur à l’intérieur de l’habitacle, ledit véhicule comprenant au moins un calculateur configuré pour mettre en œuvre le procédé tel que décrit précédemment.
[0019] Avantageusement, le véhicule comprend en outre un module de communication adapté pour envoyer le taux déterminé du polluant dans l’air extérieur.
[0020] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement, et en référence aux dessins qui montrent : • la figure 1, un schéma d’une forme de réalisation d’un véhicule selon l’invention.
[0021] Dans ce qui va suivre, les modes de réalisation décrits s’attachent plus particulièrement à une mise en œuvre du procédé selon l’invention au sein d’un véhicule automobile. Cependant, toute mise en œuvre dans un contexte différent, en particulier dans tout type de véhicule, est également visée par la présente invention.
[0022] La figure 1 représente un véhicule automobile 10 adapté pour circuler sur une voie de circulation.
[0023] Un tel véhicule automobile 10 comprend un châssis 1 reposant sur des roues. Le véhicule 10 comprend également une carrosserie 2 montée sur ledit châssis 1 et définissant un habitacle 3 dans lequel des utilisateurs du véhicule, tels que le conducteur, peuvent s’installer. Dans ce but, le véhicule 10 comprend des sièges montés dans l’habitacle 3 afin que les utilisateurs puissent s’assoir dessus.
[0024] Le véhicule 10 comprend en outre des ouvrants (non représentés) réalisés dans la carrosserie 2, tels que des fenêtres, des portes, etc, permettant aux utilisateurs et à l’air extérieur A1 d’entrer dans l’habitacle 3. Le véhicule 10 comprend un système (non représenté) de gestion des ouvrants afin de commander l’ouverture des ouvrants, notamment des fenêtres, et détecter leur ouverture. Dans ce but, le système de gestion des ouvrants comprend des capteurs d’ouverture permettant de détecter si un ouvrant est ouvert ainsi que le niveau de cette ouverture. Ceci permet au véhicule 10 de déterminer le débit d’air extérieur A1 entrant dans l’habitacle 3. En particulier, lorsqu’une fenêtre est ouverte, l’air intérieur A2 est rapidement renouvelé par l’air extérieur A1 et on considère alors que le taux de pollution de l’air est identique à l’intérieur et à l’extérieur de l’habitacle 3.
[0025] Lorsque les ouvrants sont fermés, l’habitacle 3 est fermé et le renouvellement de l’air intérieur A2 est contrôlé. De plus, dans un tel espace fermé, la génération de particules polluantes à l’intérieur de l’habitacle, par exemple par les matériaux des sièges, et le dépôt de particules polluantes peuvent être déterminés, par exemple en laboratoire, afin de déterminer l’évolution du taux d’un polluant dans un tel espace fermé. En effet, une telle évolution suit une loi connue dite de concentration des masses et des flux dans un espace clos.
[0026] Le véhicule 10 selon l’invention comprend un système de gestion de l’air 4 au sein de l’habitacle 3 du véhicule 10, également désigné HVAC pour Heating, Ventilation and Air-Conditioning en langue anglaise, signifiant chauffage, ventilation et climatisation. Un tel système de gestion de l’air 4 comprend un dispositif de dépollution (non représenté) ainsi que des moyens de ventilation (non représentés) de l’air dans l’habitacle 3.
[0027] Les moyens de ventilation sont par exemple adaptés pour être alimentés en air extérieur A1 afin d’alimenter l’habitacle 3 en air dépollué. Les moyens de ventilation peuvent également être alimentés en air intérieur A2, on parle alors de recirculation de l’air intérieur A2. Le véhicule 10 peut dans ce cas comprend un volet de commande de la recirculation de l’air intérieur A2 dans l’habitacle 3.
[0028] De façon classique, les moyens de ventilation comprennent un aérateur, également désigné « pulseur », par lequel de l’air entre dans l’habitacle 3. Un tel aérateur se présente sous la forme de buses installées dans l’habitacle 3 et peut comprendre un ventilateur (non représenté) afin de faciliter la circulation de l’air. Selon l’invention, les moyens de ventilation sont adaptés pour déterminer le débit d’air envoyé dans l’habitacle 3. Dans ce but, les moyens de ventilation peuvent comprendre un capteur de débit d’air. De manière alternative, les moyens de ventilation peuvent déterminer le débit d’air à partir de la commande du ventilateur, notamment en mesurant la tension d’alimentation du ventilateur.
[0029] Le dispositif de dépollution est généralement placé en amont des moyens de ventilation afin de dépolluer l’air avant qu’il n’entre dans l’habitacle 3.
[0030] Le dispositif de dépollution peut notamment comprendre un filtre à air permettant de filtrer au moins certaines particules polluantes présentes dans l’air alimentant les moyens de ventilation afin que l’air entrant dans l’habitacle 3 soit sain pour les passagers du véhicule 10. Un tel filtre à air peut par exemple, selon l’état de la technique, être un simple filtre à charbon actif. Avantageusement, l’efficacité r|Fdu filtrage par le dispositif de dépollution d’un polluant dont on désire déterminer le taux, est déterminée préalablement, par exemple lors de la conception du dispositif, afin de permettre au véhicule de déterminer le taux de ce polluant dans l’air avant filtration à partir du taux de ce polluant mesuré dans l’air après filtration.
[0031] Le système de gestion de l’air 4 comprend un outre un capteur monté dans l’habitacle 3 afin de mesurer le taux d’au moins un polluant, de préférence un polluant représentatif du niveau de pollution, dans l’air de l’habitacle 3. Le capteur peut être un capteur de gaz adapté pour mesurer le taux d’un gaz dans l’air, ou bien un capteur de particules adapté pour mesurer le taux de particules en suspension dans l’air. Autrement dit, les termes « taux d’un polluant » désignent le taux d’un gaz polluant ou bien le taux de particules polluantes en suspension dans l’air. Le capteur peut notamment être un capteur AQS pour Air Quality System en langue anglaise. La mesure du taux d’un polluant par un capteur étant connue, elle ne sera pas décrite plus en détail. Le capteur permet ainsi de mesurer le niveau de pollution de l’air que respirent les utilisateurs du véhicule 10 à l’intérieur de l’habitacle 3. La mesure de ce taux dans l’air intérieur A2 présente une précision optimale grâce notamment à la régulation de la température et du taux d’humidité de cet air intérieur A2 par le système de gestion d’air 4. En effet, lorsque les ouvrants du véhicule 10 sont fermés, l’habitacle 3 est un espace fermé dans lequel ces caractéristiques peuvent être contrôlées.
[0032] Le véhicule 10 comprend également un calculateur configuré pour déterminer le taux d’un polluant dans l’air extérieur A1 à partir de la mesure du taux de ce même polluant dans l’air intérieur A2. De préférence, ce calculateur est le BSI pour Boîtier de Servitude Intelligent. Dans ce but, le calculateur est configuré pour déterminer la variation du taux mesuré dans l’air intérieur A2 durant un intervalle de temps prédéterminé. Le calculateur est également configuré pour déterminer le volume d’air extérieur A1 qui est entré dans l’habitacle 3 durant cet intervalle de temps par le système de gestion d’air 4. Ce volume d’air extérieur A1 correspond ainsi au volume d’air intérieur A2 qui a été renouvelé. Enfin, le calculateur est configuré pour déterminer, à partir du volume prédéterminé de l’habitacle 3, et des données déterminées précédemment, le taux de polluant dans l’air extérieur A1. En effet, la variation du taux durant l’intervalle de temps est due à l’air extérieur A1, dans lequel on souhaite déterminer le taux d’un polluant, qui a remplacé de l’air intérieur A2, dans lequel on a mesuré le taux d’un polluant.
[0033] Enfin, le véhicule 10 comprend un module de géolocalisation et un module de communication.
[0034] Le module de géolocalisation permet de déterminer la géolocalisation du véhicule, notamment lorsque des mesures du taux de polluant sont effectuées afin de lier ces dernières à la géolocalisation du véhicule et ainsi connaître le taux de polluant dans l’air extérieur A1 au niveau de coordonnées connues. Selon un aspect de l’invention, le module de géolocalisation peut également permettre de déterminer la vitesse de déplacement du véhicule 10 afin que le calculateur détermine le débit d’air extérieur A1 entrant dans l’habitacle 3 par un ouvrant. La vitesse de déplacement peut, de manière alternative, être déterminée de manière classique par le véhicule 10, par exemple à partir de la vitesse de rotation des roues.
[0035] Le module de communication permet de communiquer de manière sans fil, avec d’autres véhicules ou bien avec une base de données de type cloud par exemple, afin d’envoyer le taux de polluant déterminé dans l’air extérieur A1. Avantageusement, la géolocalisation du véhicule 10 est envoyée avec le taux déterminé afin que d’autres utilisateurs puissent connaître le taux du polluant à ces coordonnées. Ainsi, un véhicule dont l’itinéraire passe par une coordonnée à laquelle un autre véhicule à déterminer le taux de polluant, pourra également connaître le niveau de pollution de l’air sur son itinéraire.
[0036] Il a été présenté la détermination du taux d’un polluant dans l’air extérieur A1 à partir de la mesure de ce taux dans l’air intérieur A2. Cependant, il va de soi que le capteur pourrait mesurer le taux d’un polluant dans l’air extérieur A1 afin de permettre au calculateur du véhicule 10 de déterminer le taux de ce polluant dans l’air intérieur A2.
[0037] Il va maintenant être décrit le procédé selon l’invention de détermination du taux d’au moins un polluant dans l’air intérieur A2 et dans l’air extérieur A1 du véhicule 10.
[0038] Lorsque le véhicule 10 circule sur une voie de circulation, le capteur mesure une première valeur Cin1 du taux d’un polluant désiré dans l’air intérieur A2 afin de déterminer la concentration d’une espèce chimique dans l’air intérieur A2 et donc le niveau de pollution dans l’habitacle 3.
[0039] Le capteur mesure une deuxième valeur Cin2 du taux dudit polluant après un intervalle de temps δ prédéterminé. Le calculateur détermine ainsi la variation du taux de ce polluant durant l’intervalle de temps δ.
[0040] Le module de géolocalisation détermine les coordonnées du véhicule 10 au moment où le capteur réalise la deuxième mesure et enregistre également le moment où une telle mesure a été réalisée afin de l’horodater.
[0041 ] Le système de gestion des ouvrants détecte si un ouvrant, notamment une fenêtre, est ouverte. Si un ouvrant est ouvert, le débit d’air extérieur A1 entrant dans l’habitacle 3 est élevé et le calculateur détermine alors que le taux de polluant dans l’air extérieur A1 est égal au taux de polluant mesuré dans l’air intérieur A2.
[0042] Si les ouvrants sont fermés, l’habitacle 3 est fermé. Le système de gestion de l’air 4 mesure alors le débit d’air Q entrant dans l’habitacle 3 et le calculateur détermine la quantité d’air entrant dans l’habitacle 3 durant l’intervalle de temps déterminé. Le système de gestion de l’air 4 détecte la position mr du volet de recirculation de l’air afin que le calculateur détermine, à partir de la quantité déterminée d’air entrant par le système de gestion de l’air 4, la quantité d’air extérieur A1 entrant dans l’habitacle 3 et la quantité d’air intérieur A2 recirculant afin d’en déduire un taux de renouvellement AER de l’air dans l’habitacle 3 durant l’intervalle de temps δ à partir du volume Vhab de l’habitacle 3 déterminé préalablement, par exemple lors de la conception du véhicule 10.
[0043] Autrement dit, le taux de renouvellement AER de l’air dans l’habitacle 3 est donné par l’équation : [0044] AER = Q/v ' "hab [0045] Où Q est le débit d’air entrant dans l’habitacle 3 par le système de gestion de l’air 4 et Vhab est le volume de l’habitacle 3.
[0046] La quantité déterminée d’air extérieur A1 a ainsi remplacé de d’air intérieur A2 durant l’intervalle de temps et est à l’origine de la variation mesurée du taux du polluant dans l’air de l’habitacle 3. Le calculateur détermine alors le taux du polluant dans l’air extérieur A1.
[0047] Le taux de polluant Cout dans l’air extérieur A1 étant donné par la formule : [0048] Cout = C™2 ~ a * , (1 _ a) [0049] Où Cin2 et Cin1 sont les taux de polluant dans l’air intérieur A2 mesurés durant l’intervalle de temps δ, a est le coefficient d’évolution temporelle du polluant dans l’air intérieur A2 et p est le coefficient de pénétration du polluant.
[0050] a est donné par la formule : [0051 ] a = exp[— (mr + (1 — mr) * qF) * δ * AER] [0052] Où mr est la position d’ouverture du volet de recirculation de l’air et r|F est l’efficacité du filtre à air.
[0053] Et p est donné par la formule : [0054] p = ™r*(l- ηΡ) / 1 J ' / mr * (1 - ηρ) + ηρ [0055] Le module de communication envoie alors le taux de polluant Cout dans l’air extérieur A1, la géolocalisation et l’horodatage du véhicule 10 lorsque les mesures ont été réalisées afin que d’autres véhicules puissent recevoir ces données et les exploiter.
Claims (10)
- Revendications :1. Procédé de détermination du taux d’au moins un polluant dans l’air à l’intérieur et à l’extérieur de l’habitacle (3) d’un véhicule automobile (10), ledit véhicule (10) comprenant un capteur adapté pour déterminer le taux d’au moins un polluant dans l’air intérieur (A2) de l’habitacle (3) du véhicule (10), et un système de gestion de l’air (4) adapté pour ventiler de l’air extérieur (A1) à l’intérieur de l’habitacle (3), ledit procédé comprenant : - une première étape de mesure par ledit capteur d’une première valeur du taux d’un polluant dans l’air intérieur (A2), - une deuxième étape de mesure par ledit capteur d’une deuxième valeur du taux dudit polluant dans l’air intérieur (A2), la première et la deuxième étapes de mesure étant réalisées successivement avec un intervalle de temps prédéterminé, - une étape de détermination de la quantité d’air intérieur (A2) renouvelé par de l’air extérieur (A1) par le système de gestion de l’air (4) entre la première et la deuxième étape de mesure, et - une étape de détermination du taux dudit polluant dans l’air extérieur (A1 ) à partir de la quantité déterminée d’air renouvelé et de la variation entre la première et la deuxième valeur du taux mesuré du polluant dans l’air intérieur (A2).
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le taux du polluant dans l’air extérieur (A1) est déterminé à partir du volume prédéterminé de l’habitacle (3).
- 3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape de détermination de la quantité d’air renouvelé comprend une sous-étape de mesure du débit d’air extérieur (A1) entrant dans l’habitacle (3) par le système de gestion de l’air (4).
- 4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape de détermination de la quantité d’air renouvelé comprend une sous-étape de mesure du débit d’air intérieur (A2) recirculant à travers le système de gestion de l’air (4).
- 5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape de détermination de la quantité d’air renouvelé comprend une sous-étape de détection de l’ouverture d’un ouvrant du véhicule (10).
- 6. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le taux du polluant dans l’air extérieur (A1) est déterminé comme étant égal au taux mesuré du polluant dans l’air intérieur (A2) si l’ouverture d’au moins un ouvrant du véhicule (10) est détectée.
- 7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, comprenant une étape d’envoi, de préférence de manière sans fil, du taux déterminé du polluant dans l’air extérieur (A1).
- 8. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le véhicule (10) comprenant un module de géolocalisation configuré pour déterminer la géolocalisation du véhicule (10) lors de la mesure du taux du polluant dans l’air intérieur (A2), ladite étape d’envoi comprend l’envoi de la géolocalisation du véhicule (10) avec le taux déterminé du polluant dans l’air extérieur (A1).
- 9. Véhicule automobile (10) comprenant un capteur adapté pour déterminer le taux d’au moins un polluant dans l’air intérieur (A2) de l’habitacle (3) du véhicule (10), et un système de gestion de l’air (4) adapté pour ventiler de l’air extérieur (A1 ) à l’intérieur de l’habitacle (3), ledit véhicule comprenant au moins un calculateur configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes.
- 10. Véhicule (10) selon la revendication précédente comprenant en outre un module de communication adapté pour envoyer le taux déterminé du polluant dans l’air extérieur (A1).
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-
2018
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