FR3089130A1 - Procede et systeme de controle d’un filtre a air dans un vehicule, utilisant des parametres d’evolution depuis l’installation du filtre a air - Google Patents

Procede et systeme de controle d’un filtre a air dans un vehicule, utilisant des parametres d’evolution depuis l’installation du filtre a air Download PDF

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Abstract

Le contrôle d’un élément filtrant (EF) d’un filtre à air (1) est réalisé afin de déterminer le moment opportun pour réaliser une rechange. Le système utilise des paramètres d’évolution depuis l’installation de l’élément filtrant, cet élément étant monté de façon amovible dans une conduite d’aération (60) d’un véhicule. On prévoit les étapes suivantes :- stocker, dans une unité (10) de caractérisation de l’élément filtrant montée dans le véhicule, des données de collecte relatives à une date d’installation dans le véhicule et/ou un kilométrage parcouru depuis cette date ;- utiliser les donnée de collecte et éventuellement des données supplémentaires de contexte indiquant des conditions de roulage du véhicule, lors d’une étape de comparaison avec un ou plusieurs seuils, afin de déterminer si l’élément filtrant (EF) doit être conservé ou changé ; - transmettre (45), en cas de changement requis, une information correspondante à un terminal récepteur (30). Figure pour l’abrégé : F i gure 2

Description

Description
Titre de l’invention : PROCEDE ET SYSTEME DE CONTROLE D’UN FILTRE A AIRDANS UN VEHICULE, UTILISANT DES PARAMETRESD’EVOLUTION DEPUIS L’INSTALLATION DU FILTRE A AIR [0001] L’invention concerne les systèmes de contrôle de filtres à air, par exemple pour permettre un remplacement du média filtrant avant un vieillissement préjudiciable à la capacité de filtrer efficacement un flux d’air entrant vers un habitacle d’un véhicule, en particulier de véhicule motorisé.
[0002] Plus précisément, l'invention se rapporte à des procédés et des systèmes de contrôle permettant d’informer du moment opportun pour changer un élément filtrant du type agencé dans une conduite d’aération et pouvant se démonter pour permettre une rechange.
[0003] Dans les applications de filtration d’air, il est connu d’utiliser des éléments filtrants pour filtrer les flux de fluide ou les fluides gazeux, par exemple pour filtrer un flux d’air qui est fourni à l’intérieur de la cabine d’un véhicule automobile.
[0004] L'augmentation de la pollution atmosphérique, en particulier dans les grandes villes, associée à l'utilisation de systèmes de climatisation dans les véhicules, nécessite que l'air circulant à l’intérieur d'un véhicule soit purifié et traité, au moyen de filtres appropriés. A cette fin, par exemple, un filtre à particules, un filtre à odeurs ou leurs combinaisons entrent en ligne de compte pour filtrer autant que possible les particules contenues dans l’air, les particules et les odeurs de l’air brut aspiré ou absorbées. Afin de permettre une purification efficace dans la durée, une rechange régulière est nécessaire. Pour cela, des intervalles de maintenance peuvent être définis, qui dépendent de la quantité de particules contenues dans le matériau (média) du filtre considéré ou de l’usure du charbon actif.
[0005] Le filtre à air habitacle d’un véhicule nécessite d’être changé sur une base régulière afin de garantir une filtration efficace des particules et garantir un air habitacle sain. Le filtre à air doit en effet être changé dès lors que le taux maximal de colmatage est atteint. Le changer prématurément engendre des surcoûts injustifiés pour l’utilisateur final et le changer tardivement peut causer une dégradation de la qualité de l’air habitacle qui n’est pas souhaitable pour les passagers du véhicule.
[0006] Il existe déjà des méthodes de calculs prédictives de l’état de colmatage d’un filtre à air qui permettent de déterminer en temps réel l’état de colmatage du filtre et d’en déduire un intervalle de rechange estimé du filtre. Ces méthodes reposent sur des mesures de données physico-chimiques, comme par exemple la différence de pression, la vitesse du flux d’air, le degré d’humidité, la température ou une combinaison de plusieurs de ces mesures prises au sein du boîtier de filtre. Les données sont ensuite transférées vers une unité de traitement où des logiciels spécialement développés, déterminent un état de colmatage. En pratique, l’état de colmatage estimé/évalué est une donnée de sortie envoyée vers un terminal distant/extérieur par rapport au lieu de filtration (tableau de bord, ordinateur, téléphone portable...). On pourra se référer notamment aux documents US 2017/0173505, US 7922914 et US 9983114 qui décrivent des méthodes d’estimation du taux de colmatage d’un filtre à air.
[0007] Ces méthodes d’estimation ont l’avantage de donner une information qui peut être très précise sur l’état de colmatage du filtre mais elles sont toutefois très complexes à mettre en œuvre.
[0008] Il existe par conséquent le besoin d’améliorer la situation, si possible en évitant des mesures in situ ou le recours à un agencement de capteurs complexes / très sensibles.
[0009] A cet effet, il est proposé selon l'invention un procédé de contrôle d’un filtre à air dans un véhicule, utilisant un élément filtrant fixé de façon amovible dans une conduite d’aération du véhicule, le procédé comprenant les étapes consistant essentiellement à :
- stocker, dans une unité de caractérisation de l’élément filtrant qui est montée dans le véhicule, au moins une donnée de collecte représentative d’une date d’installation de l’élément filtrant dans le véhicule et/ou d’un kilométrage parcouru par le véhicule depuis ladite date d’installation de l’élément filtrant ;
- utiliser l’au moins une donnée de collecte, lors d’une étape de comparaison avec un ou plusieurs seuils prédéfinis, l’étape de comparaison étant réalisée par un module comparateur d’une unité électronique de traitement, afin de déterminer un état de l’élément filtrant parmi au moins deux états de caractérisation possibles dont un premier état représente un état de conservation de l’élément filtrant, permettant d’éviter un démontage de l’élément filtrant, et un deuxième état représentant un besoin de changer l’élément filtrant ; et
- transmettre une information représentative de l’état déterminé à un terminal récepteur, au moins lorsque l’état déterminé est ledit deuxième état.
[0010] Avec un tel agencement, il est permis de contrôler simplement l’élément filtrant, sur la base de données robustes, qui peuvent refléter un vieillissement de l’élément filtrant sans un recours à des mesures. En outre, le recours à des seuils facilite l’adaptation à des législations ou recommandations qui peuvent différer d’un constructeur de filtre (ou de véhicule) à un autre, et le cas échéant d’un pays à un autre.
[0011] On parvient à fournir une information relative au besoin de changer le filtre suivant un mode prédictif, ou en bonne partie prédictif, plutôt que d’estimer in situ et quasiment en temps réel l’état de colmatage par un outillage complexe. La méthode est ainsi simple et permet de donner une indication à l’utilisateur final de la nécessité de changer son filtre à air, la méthode ne mettant pas en œuvre de capteurs de données physico-chimiques.
[0012] A titre d’exemple, pour un élément filtrant pourvu d’un média filtrant à particules, un média filtrant à charbon actif ou un média composite (combiné), le kilométrage associé à l’élément filtrant (qui ne doit pas être confondu avec le kilométrage total du véhicule) correspond à un indicateur d’intérêt pouvant bien refléter un niveau de saturation du média filtrant, sans recours à des capteurs. Dans des implémentations préférées, on comprend que le moment de renouvellement de l’élément filtrant est détecté en relation avec des paramètres qui prennent forcément en compte la date d’installation de l’élément filtrant.
[0013] Le procédé de contrôle du filtre à air convient pour toutes les applications de véhicules, y compris les véhicules de chantier ou agricoles, pour lesquels le coût du changement du filtre à air a un impact de coût non négligeable.
[0014] Selon une option, une unité de traitement intégrée dans ou associée à l’unité de caractérisation peut déclencher une alerte ou transmettre l’information d’un besoin de changer l’élément filtrant pour un kilométrage (corrélé à la période écoulée depuis l’installation de l’élément filtrant) compris environ entre 10000 km et 35000 km, par exemple de l’ordre de 30000 km.
[0015] Selon une particularité, l’étape de stockage qui concerne la date d’installation de l’élément filtrant est réalisée lors d’une opération de rechange, de sorte que ledit élément filtrant dont la date d’installation est mémorisée est plus récent que le véhicule.
[0016] Dans des modes de réalisation préférés, l’unité de caractérisation est conçue et agencée pour communiquer exclusivement/sélectivement avec une partie de traitement et/ou de réception qui est distincte du véhicule. Ce type de configuration permet avantageusement de permettre une surveillance de l’élément filtrant, indépendamment de réglages sur le véhicule et/ou indépendamment du fait que le véhicule incluait initialement ou non un dispositif de surveillance pour alerter d’un besoin de changer l’élément filtrant.
[0017] De plus, on peut éviter des opérations de maintenance au niveau de l’électronique centrale du véhicule. En particulier, chaque donnée de collecte peut être associée directement à l’élément filtrant, indépendamment de la première mise en fonctionnement du véhicule. Cela évite ainsi typiquement d’avoir à réinitialiser des paramètres au niveau des moyens informatiques du véhicule. Tout au plus, on peut éventuellement réinitialiser l’unité de caractérisation au moment d’une rechange, lorsque cette unité de caractérisation est réutilisable. Dans des options, l’unité de caractérisation se monte directement sur l’élément filtrant (et non l’inverse).
[0018] Dans un mode de réalisation préféré, on utilise non seulement la ou les donnée(s) de collecte mais aussi des données supplémentaires de contexte indiquant des conditions de roulage du véhicule, lors de l’étape de comparaison avec un ou plusieurs seuils, afin de déterminer si l’élément filtrant peut être conservé ou s’il faut le changer. Les données supplémentaires sont par exemple exploitées pour ajuster un seuil au moins. Dans une option, ces données supplémentaires sont collectées via un réseau de communication, ce qui permet d’éviter de faire des mesures in situ.
[0019] Les données supplémentaires de contexte sont typiquement des données relatives à l’environnement, dans lequel roule le véhicule, ces données étant appelées dans tout ce qui suit données environnementales. Parmi les caractéristiques de l’environnement, on peut citer notamment le type de route ou sol, les conditions atmosphériques (humidité par exemple, force du vent, température et niveau de concentration en particules de poussières).
[0020] Ainsi, il est pris en compte le fait que, en fonction des conditions de roulage (zone plus ou moins polluée, de la nature des routes goudronnée ou chemin de terre, des conditions météo), le filtre à air habitacle s’encrasse plus ou moins vite. La prise en compte des données supplémentaires de contexte permet d’affiner l’étape de comparaison et de se rapprocher au mieux du moment où il est effectivement nécessaire de changer le filtre à air (moment qui intervient plus ou moins tôt en fonction de l’environnement et des conditions de roulage).
[0021] L’unité de caractérisation peut collecter des données environnementales, collectées via des GPS ou des stations météo, l’unité de caractérisation disposant d’une unité de traitement. Alternativement, de telles données environnementales sont envoyées comme données d’entrée directement vers une unité de traitement séparée de l’unité de caractérisation et typiquement située à l’extérieur du véhicule. Un état correspondant au besoin ou non de changer l’élément filtrant est déterminé en prenant en compte aussi les données environnementales qui sont corrélées au parcours effectifs réalisés par le véhicule.
[0022] On comprend qu’on peut se passer de mesure in situ pour le véhicule, tout en bénéficiant d’informations fiables sur l’environnement, afin d’affiner la détection du moment approprié pour changer l’élément filtrant.
[0023] Dans certaines options, il est permis de déterminer un état intermédiaire de caractérisation, par exemple lorsque l’écart par rapport à un seuil est considéré trop faible. Par exemple, l’information transmise au terminal récepteur (qui peut être un téléphone portable de l’utilisateur du véhicule) peut correspondre à une recommandation de planifier un entretien dans un garage et/ou de procéder à une inspection visuelle.
[0024] Selon une particularité, on réitère des étapes de comparaison afin de permettre une surveillance, à intervalles de temps régulier, de l’état de l’élément filtrant. Dans certaines options, l’initiation d’une étape de comparaison est réalisée par un terminal d’un utilisateur du véhicule ou depuis un serveur informatique central (délocalisé par rapport au véhicule). Alternativement, l’initiation de l’étape de comparaison est réalisée par l’unité de caractérisation, par exemple au moment d’un démarrage de véhicule et/ou lors de la réception d’une information correspondant à une mise à jour d’une donnée de collecte stockée dans des moyens de mémorisation de l’unité de caractérisation.
[0025] Dans des formes de réalisation du procédé selon l’invention, on peut avoir recours à une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- l’au moins une donnée de collecte comprend une première information représentative de la date d’installation de l’élément filtrant dans le véhicule, le stockage de cette donnée étant par exemple réalisée au moment d’une rechange.
- l’au moins une donnée de collecte comprend aussi une deuxième information représentative du kilométrage parcouru par le véhicule depuis la date d’installation de l’élément filtrant, une étape de détermination de cette deuxième information étant réalisée à l’aide d’un capteur ou compteur de kilomètres prévu dans le véhicule.
- l’étape de comparaison comprend, d’une part une première comparaison entre une période temporelle écoulée depuis la date d’installation de l’élément filtrant et un seuil de durée (par exemple de l’ordre de 1 an ou autre durée recommandée au regard des conditions les plus habituelles pour un fonctionnement satisfaisant), et d’autre part une deuxième comparaison entre une distance cumulée parcourue par le véhicule et un seuil de distance.
- l’état déterminé (pour l’élément filtrant), obtenu après l’étape de comparaison, est le deuxième état (qui représente un besoin de changer l’élément filtrant) lorsqu’il est déterminé à l’une au moins parmi la première étape de comparaison et la deuxième étape de comparaison que l’un au moins des seuils est dépassé.
- la deuxième information provient d’un système GPS ou d’un accéléromètre.
- la deuxième information est déterminée dans un module formant partie de l’élément filtrant ou monté sur un boîtier ou une conduite d’aération réceptrice de l’élément filtrant.
- le capteur de kilomètres peut être monté dans un module de stockage qui est placé dans le boîtier de filtre à air ; dans certaines variantes, le capteur de kilomètres peut être localisé à tout autre endroit accessible du véhicule.
- le ou lesdits seuils sont prédéfinis (ainsi, il est permis d’utiliser des valeurs de référence prescrites pour l’élément filtrant, qui sont par exemple caractéristiques de l’intervalle recommandé en temps pour le changement du filtre, formant une première valeur seuil de référence, et de l’intervalle recommandé en kilomètres pour le changement du filtre pour ce qui concerne une deuxième valeur seuil de référence).
- le ou lesdits seuils comprennent une composante d’ajustement qui est fonction des conditions de roulage, de préférence sur la base de données météorologiques et/ou de données de géolocalisation (type GPS) corrélées à un historique du parcours du véhicule.
- une donnée de collecte représentative d’une date d’installation de l’élément filtrant dans le véhicule est stockée dans une mémoire d’un moyen de communication sans fil, qui est de préférence un marqueur radio-fréquence RFID à fonction d’identification (l’acronyme RFID signifiant en anglais « Radio Frequency Identification). Alternativement, la date d’installation peut être stockée sur un code barre ou un QR code et récupérée au moyen d’un système de communication sans fil.
- typiquement, le moyen de communication sans fil appartient à l’unité de caractérisation.
- le moyen de communication sans fil permet une identification de l’unité de caractérisation, par un terminal récepteur distinct du véhicule ou une unité de traitement distincte du véhicule.
- l’unité de caractérisation est rendue solidaire de l’élément filtrant par une interface de fixation amovible, préférentiellement prévue dans une région de passage du flux d’air délimitée par un support annulaire de l’élément filtrant constituant une périphérie de l’élément filtrant.
[0026] Selon une particularité, il est prévu en outre une étape de communication, permettant une réception de données environnementales représentatives de conditions de roulage et/ou de paramètres de l’air ambiant autour du véhicule pendant des périodes de fonctionnement dudit élément filtrant, afin de collecter des données supplémentaires qui sont utilisées dans l’étape de comparaison, les données supplémentaires étant de préférence mémorisées au niveau de/par l’unité de caractérisation.
[0027] Dans une forme de réalisation, les données supplémentaires (environnementales) sont stockées à distance du véhicule ou séparément des données stockées par l’unité de caractérisation, et exploitées dans l’étape de comparaison seulement par le biais d’un ou plusieurs paramètres de pondération récupérés par l’unité de traitement lors d’une étape de comparaison.
[0028] Dans certaines options, le ou les mêmes paramètres de pondération peuvent être utilisés dans une période prédéfinie, par exemple de l’ordre de 1 mois, pour plusieurs étapes de comparaison réalisée dans cette période prédéfinie. Un algorithme et/ou un processus de mise à jour peuvent être prévus à cet effet pour limiter la fréquence de communication des données supplémentaires, pouvant provenir d’un système de géolocalisation disposant d’une base de données météorologiques horodatées, ces données supplémentaires pouvant résulter d’une corrélation entre les périodes de roulage du véhicule et les zones géographiques de localisation du véhicule, afin de refléter des paramètres de l’air ambiant (humidité, poussières lorsque les routes détectées ne sont pas goudronnées, etc.) lors du fonctionnement de l’élément filtrant.
[0029] Selon une option, les données environnementales proviennent, au moins pour partie, d’un système de modélisation géographique qui répartit des zones de roulages en souscatégories qui diffèrent entre elles par un niveau représentatif de l’état de route et/ou par un niveau représentatif d’au moins un paramètre d’état de l’air environnant, et dans lequel l’au moins un paramètre d’état de l’air est de préférence :
- une concentration moyenne en particules de poussière ;
- une concentration moyenne pour au moins un gaz choisi parmi le monoxyde de carbone, le dioxyde de soufre, l’oxyde d’azote ;
- et/ou un taux d’humidité.
[0030] Selon un mode de réalisation alternatif, la première information est stockée sur un marqueur/tag RFID placé à n’importe quel endroit sur le véhicule. L’unité de caractérisation peut dans ce cas être associée à l’élément filtrant sans nécessairement être placé dans une chambre ou conduite de filtration où circule un flux d’air.
[0031] Selon le cas, le dispositif électronique où sont stockées la première information et éventuellement la deuxième information ainsi que quelques informations complémentaires optionnelles peut être de type actif, en correspondant par exemple à un transpondeur, une balise, un marqueur actif ou dispositif équivalent. Le principe peut rester le même: il comporte un émetteur radio et génère lui-même fonde qui permettra au dispositif lecteur de constater sa présence et de recevoir ses données d'identification et/ou ses informations d’état concernant l’élément filtrant, afin de savoir si un utilisateur doit être alerté d’un besoin en changement de l’élément filtrant.
[0032] Dans une variante, l’unité de caractérisation peut être dépourvue de moyen actif de communication (pas d'émetteur radio et donc pas de capacité de générer d'onde). Dans ce cas, l’unité de caractérisation peut être une puce microscopique, sans alimentation, associée à une antenne faisant quelques centimètres pour constituer une étiquette électronique ou tag. Un dispositif d’excitation et formant un détecteur (le cas échéant par une communication autre que radio, par exemple par réflectométrie), peut alors sonder un état électrique ou autre réponse en réaction à une excitation externe, représentative d’au moins une information pertinente pour déterminer l’état de l’élément filtrant.
[0033] Plus généralement, on comprend que le procédé permet une traçabilité en utilisant l’unité de caractérisation associée à l’élément filtrant. Dans des options préférées, le procédé prévoit typiquement de :
- stocker la première information relative à la date d’installation de l’élément filtrant sur une mémoire (par exemple une mémoire d’un moyen de communication radio actif) ;
- collecter et stocker une deuxième information relative au kilométrage parcouru depuis la date d’installation de l’élément filtrant par un capteur de kilomètres ou autre moyen de détermination de cette deuxième information ;
- transmettre ces informations, optionnellement par une communication sans fil, à une unité de traitement pour réaliser une comparaison, via un module comparateur de cette unité de traitement ;
- utiliser des valeurs seuils de référence, de préférence prédéfinies ou pondérées à l’aide de données environnementales, pour l’élément filtrant, de façon à prendre en compte l’intervalle recommandé en temps pour le changement de l’élément filtrant (le cas échéant corrigé en cas de fonctionnement en conditions dégradées, par exemple avec humidité et/ou poussière, comme reflété par les données environnementales collectées par l’unité de traitement) et l’intervalle recommandé en kilomètres pour le changement de l’élément filtrant (le cas échéant corrigé en cas de fonctionnement en conditions dégradées, par exemple avec humidité et/ou poussière, comme reflété par les données environnementales collectées par l’unité de traitement) ;
- émettre vers un terminal récepteur un signal lorsque l’une au moins parmi les informations ou données de caractérisation correspondent à des valeurs qui dépassent la valeur seuil de référence signifiant que l’élément filtrant doit être remplacé.
[0034] Dans certaines options, l’élément filtrant peut être en partie ou entièrement inséré dans un tronçon de conduite ou dans un boîtier qui, éventuellement, peut se changer avec l’élément filtrant si ce dernier n’est pas monté détachable par rapport à cet élément périphérique non filtrant. De préférence cependant, la rechange ne concerne que l’élément filtrant en tant que tel, ce qui permet par exemple de réutiliser la conduite de circulation d’air dans lequel l’élément filtrant délimite les zones amont et aval, et ce qui permet de réutiliser l’unité de caractérisation (celle-ci recevant des données de collecte à jour ou celle-ci étant réinitialisée au moment d’une première rechange ou d’une nouvelle rechange).
[0035] Il est aussi proposé un dispositif de surveillance d’un élément filtrant, permettant de mettre en œuvre le procédé de contrôle selon l’invention, le dispositif de surveillance comprenant :
- une unité de caractérisation de l’élément filtrant conçue et agencée pour être montée dans le véhicule équipé de l’élément filtrant, l’unité de caractérisation présentant des moyens de mémorisation pour stocker au moins une donnée de collecte représentative d’une date d’installation de l’élément filtrant dans le véhicule et/ou d’un kilométrage parcouru par le véhicule depuis ladite date d’installation de l’élément filtrant, l’unité de caractérisation comprenant en outre un moyen de communication sans fil, de préférence sous la forme d’un marqueur radioélectrique de type RFID ;
- un module comparateur d’une unité électronique de traitement, configuré pour utiliser un ou plusieurs seuils et déterminer si une quelconque donnée de collecte parmi l’au moins une donnée de collecte dépasse un seuil de recommandation de changement de l’élément filtrant, ce qui permet au module comparateur de déterminer un état de l’élément filtrant parmi au moins deux états de caractérisation possibles dont un premier état représente un état de conservation de l’élément filtrant, permettant d’éviter un démontage de l’élément filtrant, et un deuxième état représentant un besoin de changer l’élément filtrant ; et
- un transmetteur d’avertissement pour transmettre sélectivement, au moins lorsque l’état déterminé est ledit deuxième état, un signal ou une information représentative de l’état déterminé à un terminal récepteur d’un utilisateur enregistré par l’unité électronique de traitement, de préférence en utilisant un réseau de communication choisi parmi Internet et un réseau de messagerie.
[0036] Par exemple, l’unité de caractérisation est montée solidaire de l’élément filtrant avant la fixation de l’élément filtrant ou en est montée solidaire d’une paroi de logement de l’élément filtrant. Selon une option, l’unité de caractérisation n’est pas un marqueur identifiant uniquement un seul élément filtrant déterminé et peut être au contraire réutilisée avec un autre élément filtrant, qui a de préférence une structure identique et/ ou une interface de fixation identique à celle de l’élément filtrant déterminé.
[0037] L’unité de caractérisation peut être simple et sans encombrement significatif (en constituant un module de stockage à fonction de communication).
[0038] Selon une particularité, les moyens de mémorisation sont configurés pour stocker, en tant que l’au moins une donnée de collecte :
- une première information représentative de la date d’installation de l’élément filtrant dans le véhicule ; et
- une deuxième information représentative du kilométrage parcouru par le véhicule depuis la date d’installation de l’élément filtrant ;
et dans lequel la deuxième information provient d’un capteur de kilomètres colocalisé avec le moyen de communication sans fil, dans l’unité de caractérisation.
[0039] Optionnellement, on prévoit une liaison de l’unité de caractérisation avec un système de collecte de données environnementales, de préférence de données météorologiques et/ou d’une géolocalisation (par satellites, type GPS ou Galileo, ou par système similaire utilisant des bornes de référence).
[0040] Dans une forme de réalisation, l’unité électronique de traitement présente un algorithme de conversion des données environnementales pour convertir les données environnementales en au moins un coefficient de pondération, afin d’ajuster à la baisse, par utilisation de l’au moins un coefficient de pondération, au moins un seuil utilisé par le module comparateur, de sorte que le module comparateur détermine l’état de l’élément filtrant par comparaison avec une ou des valeurs de seuil corrigées.
[0041] L’invention peut être utilisée afin de contrôler un élément filtrant pour habitacle de véhicule motorisé. Il est ainsi permis de réaliser un système de contrôle du vieillissement d’un élément filtrant, comprenant :
- un ensemble de traitement d'air présentant une entrée et une sortie, pour fournir de l'air traité à un espace clos dans un véhicule via la sortie ;
- une canalisation d’air intégrée dans un circuit de l’ensemble de traitement d’air, en communication avec l’entrée ;
- un filtre pour la filtration d’un flux d’air, pourvu de l’élément filtrant et placé dans la canalisation d’air en travers d’un flux d’air amené depuis l’entrée et circulant dans la canalisation d’air en direction de la sortie ;
- un dispositif de surveillance de l’élément filtrant, du type précité (selon l’invention), le transmetteur d’avertissement étant co-localisé avec l’unité électronique de traitement qui est adaptée pour recevoir l’au moins une donnée de collecte stockée par les moyens de mémorisation de l’unité de caractérisation.
[0042] Selon une particularité, l’une au moins parmi l’unité de caractérisation et l’unité de traitement peut faire partie du filtre, de préférence en se fixant sur l’élément filtrant pour pouvoir être retiré avec celui-ci lors d’une opération de rechange.
[0043] Selon une option, l’élément filtrant comprend une couche de média filtrant formant une surface externe exposée au flux d’air à filtrer dont tout ou partie est pliée pour former un média filtrant plissé qui présente une pluralité de lignes de pliage parallèles entre elles, afin d’accroître ladite surface externe exposée au flux d’air à filtrer.
[0044] On décrit maintenant brièvement les figures des dessins.
[0045] [fig. 1] La figure 1 est un schéma illustrant un exemple de transmission de données pour permettre un contrôle d’un élément filtrant, suivant un premier mode de réalisation.
[0046] [fig.2] La figure 2 est un schéma illustrant un exemple de transmission de données pour permettre un contrôle d’un élément filtrant, suivant un deuxième mode de réalisation.
[0047] [fig.3] La figure 3 est une vue d’un filtre à air connecté avant son assemblage, suivant un mode de réalisation pour fixer une unité de caractérisation au média de l’élément filtrant du filtre.
[0048] [fig.4] La figure 4 illustre un exemple d’intégration du filtre dans un système de climatisation d’un véhicule, en tant que filtre d’habitacle.
[0049] [fig.5] La figure 5 est un logigramme montrant des exemples de traitement pour déterminer si l’élément filtrant doit être changé ou non, avec une option de prise en compte de données environnementales (météorologiques et/ou GPS) pour pondérer des seuils de comparaison et ainsi prendre en compte les conditions de roulement dans la caractérisation de l’élément filtrant.
[0050] [fig.6] La figure 6 illustre un exemple d’étapes pouvant être mises en œuvre pour collecter plusieurs données à jour/pertinentes quant au vieillissement de l’élément filtrant, avant une étape de traitement du genre montré sur la figure 5.
[0051] Ci-après un exposé détaillé de plusieurs modes de réalisation de l’invention assorti d’exemples et de référence aux dessins. Sur les différentes figures, des références identiques indiquent des éléments identiques ou similaires.
[0052] En référence aux figures 1, 2 et 3, on peut voir un filtre à air 1 qui présente un élément filtrant EF pourvu d’une couche d’un média filtrant 5, entouré et maintenu par un support 2 qui permet de définir une configuration déterminée du filtre 1, avec typiquement une face côté amont et une face opposée, côté aval de la filtration. L’élément filtrant 5 permet de filtrer un flux d’air, en particulier d’un flux d’air devant être introduit dans un habitacle (ou espace clos comparable 100) de véhicule motorisé. Lorsque la configuration déterminée est une configuration à plat, l’élément filtrant EF s’étend généralement de façon perpendiculaire au flux d’air à filtrer. Sur les figures 1 et 2, la direction de circulation du flux d’air purifié est représentée par la flèche F. Plus généralement, une des deux faces du média filtrant 5 présente une couche dont la surface est exposée au flux d’air à filtrer.
[0053] En référence aux figures 1, 2 et 4, le système 70, 70’ de contrôle du vieillissement de l’élément filtrant EF comporte un filtre 1 pour la filtration d’un flux d’air, pourvu de l’élément filtrant EF et placé dans une canalisation d’air 60 d’un véhicule 8. Il s’agit typiquement d’une installation dans véhicule automobile 8 (voir figure 5) ou autre véhicule motorisé pouvant porter des passages dans un habitacle. Le contour du filtre 1 peut présenter des bords rectilignes, avec par exemple deux bords parallèles opposés. La canalisation d’air 60 est intégrée dans un circuit d’un ensemble de traitement d’air 50, en communication avec une entrée 51 (visible sur la figure 4). L’élément filtrant EF s’étend en travers d’un flux d’air Fl amené depuis cette entrée 51 et circulant dans la canalisation d’air 60 en direction d’une sortie 52. Ici, le système 70 ou 70’ inclut un ensemble de traitement d'air 50 présentant l’entrée 51 et la sortie 52, pour fournir de l'air traité à un espace clos 100 dans un véhicule 8 via la sortie 52.
[0054] En référence à présent à la figure 4, le filtre à air 1 peut être un filtre d’habitacle placé dans une conduite d'un système de climatisation ou de renouvellement d’air, juste en amont du ventilateur 18 (ou autre moyens de ventilation) qui fait circuler l'air filtré vers un évaporateur 91 ou tout autre élément échangeur.
[0055] Le filtre 1 peut être placé en aval d'un embranchement (dans la zone d’amont Zl) entre un tronçon de conduite 60 incluant le ou les éléments échangeurs 91, 92 et une conduite de retour d'air CF utilisée sélectivement dans un mode de circuit fermé (sans apport d'air extérieur au véhicule 8).
[0056] Ainsi, dans l’option d’utilisation de la figure 4, l’air extérieur est aspiré par le ventilateur 18 et le flux entrant Fl peut passer au travers d’une grille de ventilation G (qui retient les feuilles, les insectes et autres particules de grande taille). Ensuite, le filtre à air 1 constitue un filtre d’habitacle qui élimine la poussière, les pollens, la suie et les autres particules, avant que l’air purifié n’atteigne l’évaporateur 91. Ce dernier refroidit l’air. L’air sec et frais peut typiquement se réchauffer alors dans l’échangeur de chaleur 92, pour atteindre la température d’habitacle choisie généralement choisie par le conducteur). L’air est alors orienté par divers volets et buses vers les endroits souhaités, à l’intérieur de l’habitacle ou espace clos 100. Un boîtier de mélange 93 peut participer à la distribution d’un flux d’air L2 évacué vers cet espace 100.
[0057] Avec un volet V, et une fermeture du côté de la grille G, on peut activer un mode de service en circuit fermé de l’ensemble 50 de traitement d’air, afin que l’air provienne exclusivement de l’intérieur de l’habitacle (via la conduite de retour CL).
[0058] Un dispositif de surveillance de l’élément filtrant EL peut être associé au filtre à air 1 et à l’ensemble de traitement d’air 50, l’ensemble de ces constituants formant le système 70, 70’ de contrôle. Le dispositif de contrôle comprend typiquement des moyens de mémorisation 10a pouvant constituer une partie d’une unité de caractérisation 10, afin de stocker une ou plusieurs données de collecte représentatives de l’évolution de l’élément filtrant depuis sa date d’installation. Une interface de communication T, une batterie 14 d’alimentation optionnelle pour alimenter l’unité de caractérisation 10 sont aussi typiquement prévues dans le dispositif de surveillance. On comprend que l’unité de caractérisation 10 se monte sur le véhicule 8.
[0059] Dans le mode de réalisation de la figure 1, on prévoit une unité de traitement de données 80 ayant une capacité de calcul pour traiter les données de collecte issues des moyens de mémorisation 10a de l’unité de caractérisation 10. Une telle unité de traitement 80 peut être prévue à distance du véhicule 8 où est monté le filtre 1, ce qui permet de minimiser ou supprimer les capacités de calcul dans l’unité de caractérisation 10, qui peut être rendu compacte. Un marqueur radioélectrique par exemple de type REID peut optionnellement constituer l’unité de caractérisation 10, afin de pouvoir communiquer des données qui vont être utilisées pour déterminer le moment approprié pour une rechange et/ou pour transmettre un signal de sortie, un message, ou autre mode de signalement, typiquement vers un terminal récepteur 30, dans le but d’informer un utilisateur final d’un besoin de changer l’élément filtrant 10. On comprend que l’unité de caractérisation 10 peut disposer d’un moyen de communication sans fil CSE, optionnellement configuré pour transmettre des données de collecte (cas de la figure 1 par exemple) ou pour transmettre des données de traitement résultant d’un traitement des données de collecte (cas de la figure 2 par exemple).
[0060] Le terminal récepteur 30 est par exemple un téléphone portable individuel, typiquement cellulaire ou connecté à tout type de réseau de communication sans fil, capable de recevoir un signal (sous la forme d’un bip sonore, alerte par message SMS, MMS ou similaire) indiquant que l’élément filtrant doit être changé. Le terminal récepteur 30 peut aussi être ordinateur, une tablette ou tout autre équipement électronique capable de recevoir un tel signal.
[0061] Il peut être préféré d’installer l’unité de caractérisation 10 directement sur l’élément filtrant EF, par exemple comme dans le cas illustré sur la figure 3 ou avec une fixation (typiquement amovible) similaire. Dans des variantes de réalisation, l’unité de caractérisation 10 peut être fixée de toute manière appropriée à un support structurel du véhicule, le cas échéant en étant directement collée sur une face interne du véhicule 8 (face non visible de l’extérieur), de préférence dans une zone située en dehors de/non accessible depuis l’espace clos 100 formant l’habitacle du véhicule 8.
[0062] Le filtre 1 et l’unité de caractérisation 10 peuvent être placés dans une même conduite d’aération 60 de l’ensemble de traitement d’air 50. Le support 2 qui délimite un contour de l’élément filtrant a typiquement une fonction de joint périphérique, permettant de séparer la zone d’amont ZI où circule l’air à filtrer et la zone d’aval Z2 où circule l’air purifié après avoir traversé le média filtrant 5. Le support 2 présente une zone d’étanchéité circonférentielle pour un contact axial et/ou radial contre une paroi tubulaire de la conduite 60, dans l’ensemble 50 de traitement d’air.
[0063] En pratique, le support 2 peut inclure un matériau, par exemple flexible et de type élastomère, pour réaliser l’étanchéité circonférentielle, ce matériau étant soit rapporté (sous forme de joint, de bande de contact/fixation) sur une partie plus rigide du support, soit constitutif de l’essentiel ou la totalité du support 2.
[0064] Un premier paramétrage de l’unité de caractérisation 10 peut être réalisé à la date d’installation de l’élément filtrant EF dans la conduite d’aération 60 d’un véhicule 8. Un tel premier paramétrage consiste avantageusement à stocker une information représentative de la date d’installation de l’élément filtrant EF dans les moyens de mémorisation 10, par exemple dans une mémoire permettant de stocker un historique de paramètres concernant l’évolution du véhicule 8 ainsi que la ou les dates d’installation propres à chaque élément filtrant. L’unité de caractérisation 10 peut optionnellement être montée dans la conduite d’aération 60 ou à tout en tout autre endroit approprié du véhicule 8 au même moment (typiquement le même jour) que l’installation de l’élément filtrant EF à surveiller.
[0065] Si l’élément filtrant EF vient remplacer un élément filtrant dégradé qui a déjà fait l’objet d’une surveillance par utilisation de l’unité de caractérisation 10 et de l’unité de traitement 80, alors l’unité de caractérisation 10 peut faire l’objet d’une réinitialisation ou d’une modification de paramétrage, afin de pouvoir être réutilisée en prenant en compte la nouvelle date d’installation caractéristique du nouvel élément filtrant EF venant d’être installé.
[0066] Dans une option permettant de déterminer finement le moment pour une rechange, les moyens de mémorisation 10a de l’unité de caractérisation 10 stockent non seulement une première information concernant la date d’installation de l’élément filtrant EF (constituant une première donnée de collecte Dl) mais aussi au moins une autre donnée de collecte D2 représentative d’un kilométrage parcouru par le véhicule 8 correspondant, depuis cette date d’installation de l’élément filtrant EF.
[0067] Le kilométrage parcouru peut être collecté à l’aide d’un capteur de kilomètres C2 embarqué dans le véhicule 8. Selon un mode de réalisation, le capteur de kilomètres C2 est placé sur un module de stockage qui est placé dans le boîtier récepteur de l’élément filtrant (boîtier ou conduite de filtre à air) ou à tout autre endroit accessible du véhicule 8. Selon une option, le capteur de kilomètres C2 d’une part, et un marqueur ou les moyens de mémorisation 10a pour le stockage de la date d’autre part, sont placés dans un même module de stockage appartenant à ou constituant l’unité de caractérisation 10.
[0068] En référence aux figures 3 et 4, l’unité de caractérisation 10 peut être utilisée de façon indépendante du fonctionnement de/de la façon de commander l’ensemble de traitement d’air 50.
[0069] Dans l’exemple de la figure 3, le filtre à air 1 comporte une unité de caractérisation 10 ayant au moins un marqueur radioélectrique, par exemple de type RFID, et/ou des moyens de mémorisation 10a en liaison avec une interface de communication T sans fil pour transmettre au moins une information représentative d’un état de l’élément filtrant EF, par exemple sur la base d’une comparaison faite par le module comparateur CP intégré dans l’unité 10 lorsque l’unité de traitement est embarquée dans l’unité de caractérisation 10.
[0070] De préférence, le support 2 permet de définir une configuration à plat du filtre 1, comme visible sur la figure 3 par exemple. Autrement dit, le filtre 1 peut appartenir à la catégorie des filtres plats (catégorie distincte de la catégorie des filtres ronds). Le média 5 s’étend de façon générale entre deux extrémités longitudinales El, E2, parallèlement à une direction d’extension de deux bords longitudinaux Bl, B2 parallèles du support 2. Le support en forme de cadre peut alors définir/délimiter une ouverture O de passage pour le flux d’air à filtrer. Cette ouverture O s’étend suivant un plan P, dit plan de l’ouverture, dans la configuration à plat du filtre 1.
[0071] Le support 2 peut être bien adapté à la géométrie (forme, dimensions) du logement où le filtre 1 peut être installé. Le support a typiquement un format de cadre, avec au moins quatre bords, afin d’entourer le média filtrant 5. Bien que la figure 3 montre l’exemple d’un cadre rectangulaire (avec typiquement deux éléments de cadre 2a, 2b parallèles et deux autres éléments de cadre 2c, 2d complémentaires formant les bords Bl, B2 longs, perpendiculaires aux éléments de cadre 2a, 2b) pour constituer le support 2, d’autres formes sont possibles (par exemple avec des extrémités El, E2 de média 5 de longueur différente mais parallèles entre elles) selon les besoins d’intégration du filtre 1. On peut aussi prévoir un élément filtrant EF placé dans un boîtier qui se ferme, en présentant une entrée d’air brut et une sortie d’air purifié.
[0072] Des moyens d’alimentation en énergie, rendant l’unité 10 autonome (à la façon d’un module connecté), sont prévus intérieurement dans un corps rigide 10c de l’unité de caractérisation 10. Le corps 10c peut inclure une projection ou une extension préhensible, facilitant la manipulation de l’unité de détection 10. Optionnellement, les moyens d’alimentation en énergie comprennent ou consistent en une ou plusieurs batteries ou piles 14. Un couvercle 15 articulé ou se fixant de manière détachable peut obturer une cavité 13 de réception des moyens d’alimentation en énergie.
[0073] Comme cela va être décrit plus en détail ci-après, l’unité de caractérisation 10 est de type amovible dans cet exemple non limitatif, afin de permettre de changer l’élément filtrant EF et de réutiliser l’unité de caractérisation 10.
[0074] Dans une option de réalisation, une extrémité frontale de l’unité de caractérisation 10, à l’avant de la partie d’insertion 12, est sous la forme d’une broche de connexion qui fait typiquement saillie en arrière du plan d’ouverture P à l’état final d’insertion de l’unité de détection 10 au travers du média filtrant 5.
[0075] Le filtre à air 1 présente ici une partie réceptrice 20 en contact direct avec le média filtrant 5 et permettant de placer l’unité 10 dans une position de connexion typiquement fixe à l’élément filtrant EF, c’est-à-dire sans mouvement axial ni débattement significatif par rapport au support 2 (dans l’exemple illustré, l’unité 10 est fixe par rapport au plan de l’ouverture P, dans la position connectée). Dans cette option, la partie réceptrice 20 peut être intégrée dans l’élément filtrant EF, et jetée avec lui lors de l’opération de rechange. La partie réceptrice 20 peut être optionnellement pré-assemblée avec l’élément filtrant EF pour être rendue inséparable du média filtrant 5. En variante, la partie réceptrice 20 correspond à un assemblage issu d’un kit de montage pinçant le média filtrant 5.
[0076] Plus particulièrement, la partie réceptrice 20 est ici est une bague délimitant un creux ou évidement central pour le passage de la partie de fixation 12a de l’unité 10. La partie de fixation 12a peut appartenir à une partie d’insertion 12 insérable au travers de l’évidement central. Une tige formée intégralement avec le corps 10c constitue par exemple tout ou partie de cette partie d’insertion 12. Un joint annulaire J peut optionnellement étanchéifier la partie d’insertion 12 par rapport à la partie réceptrice 20, en formant un contact radial annulaire contre la surface interne de cette partie réceptrice 20.
[0077] Dans des options de réalisation, la surface délimitant l’évidement central peut former un filetage qui est complémentaire d’un filetage formé sur la partie de fixation 12a de la tige dans l’unité de détection 10. La partie réceptrice 20 peut comporter un organe de verrouillage en sus du tronçon fileté pour coopérer avec la partie d’insertion 12.
[0078] Le terme « central » pour l’évidement central signifie ici que la bague s’étend régulièrement autour de l’évidement, sans que cela ne s’interprète comme une limitation quant à la position relative entre le support 2 et l’évidement central de la partie réceptrice. On préfère que la partie réceptrice 20 n’interfère pas avec la circonférence du filtre 1 délimitée par le support 2, de sorte que la partie réceptrice 20 est généralement décalée vers l’intérieur par rapport à la périphérie de l’élément filtrant EF. L’exemple d’une bague est donné à titre non limitatif. Le fait de réaliser des moyens d’attache 3, pour la fixation de l’unité de détection 10 à l’élément filtrant EF, sous la forme de bague est avantageuse en ce que le module connecté (unité de caractérisation 10) ainsi constitué peut être assemblé à la bague avec une large variété de fixations robustes permettant d’étanchéifier l’unité 10 contre la bague, avec une aisance de manipulation pour détacher l’unité 10. Bien entendu, un tronçon fileté ne constitue pas le seul exemple d’organe de fixation pour fixer de façon détachable l’unité 10. Ainsi la fixation amovible sur l’organe de fixation de la partie réceptrice 20 peut être réalisée par vissage, serrage, poussée, écrêtage, couplage à baïonnette, quart de tour.
[0079] Dans certaines options, le support 2 se compose de tronçons 2a, 2b, 2c, 2d de matière plastique flexible ou semi-rigide permettant de former quatre côtés dont au moins deux côtés forment des bords Bl, B2 parallèles l’un à l’autre. Selon les besoins d’intégration, le support 2 peut optionnellement former au moins une ligne d’articulation (non représentée) entre des pans du support 2.
[0080] Le support 2 peut présenter des encoches optionnelles ou des zones plus flexibles sur deux éléments parallèles du support. De telles encoches, optionnellement sur les bords longitudinaux (les plus longs ici), permettent de plier le support 2 en formant les axes ou lignes d’articulation. Le support 2 peut avoir une structure à deux bords Bl, B2 parallèles l’un à l’autre, avec chaque ligne d’articulation perpendiculaire à une direction générale d’extension de ces bords Bl, B2. Ce type d’agencement peut faciliter l’insertion du filtre 1 dans une conduite coudée ou présentant des variations de section. [0081] Dans l’exemple de la figure 1, l’unité de caractérisation 10 communique avec l’unité électronique de traitement 80 délocalisée, lors d’une étape de communication 44. L’unité de traitement dispose typiquement d’un module comparateur CP pour déterminer des paramètres différentiels d’évolution de l’élément filtrant EF. A intervalle de temps régulier, le cas échéant en réponse à une sollicitation, l’unité 80 récupère les données nécessaires au traitement de détermination des paramètres d’évolution, qui sont par exemple une durée (différentiel de temps depuis le moment de l’installation) et/ou un kilométrage (différentiel entre un kilométrage actuel et un kilométrage au moment d’installation).
[0082] Dans l’exemple de la figure 2, l’unité de caractérisation 10 comprend l’unité électronique de traitement 80 disposant du module comparateur CP, cette unité 80 étant en liaison avec l’interface de communication T.
[0083] A intervalle de temps régulier, le cas échéant en réponse à une sollicitation ou à un rappel provenant d’un réseau de communication (sollicitation depuis l’extérieur du véhicule 8), une routine peut être exécutée pour utiliser les données de collecte de l’élément filtrant EF au niveau de l’unité de traitement 80, par exemple les données DI et D2. Comme cela sera précisé plus loin, ces données DI, D2 vont permettre de déterminer des paramètres différentiels concernant l’évolution de l’élément filtrant EF.
[0084] Le module comparateur CP peut être configuré pour utiliser un ou plusieurs seuils et déterminer si une quelconque donnée de collecte parmi les données de collecte DI, D2 dépasse un seuil de recommandation de changement de l’élément filtrant EF. Ceci permet au module comparateur CP de déterminer un état de l’élément filtrant EF : à conserver ou à changer.
[0085] Le procédé de contrôle peut commencer au moment de l’installation de l’élément filtrant EF ou peu après ce moment, lorsque le véhicule 8 a commencé à rouler en utilisant cet élément filtrant EF pour filtrer de l’air provenant de l’extérieur du véhicule 8 (air de l’environnement ambiant). En référence à la figure 6, on peut réaliser une étape initiale 40 d’installation dans laquelle une première information ou donnée de collecte DI est récupérée dans les moyens de mémorisation 10a d’un marqueur de type RFID ou dans une simple mémoire de l’unité de caractérisation 10. Cette première information correspond ici à la date d’installation de l’élément filtrant EF et/ou peut être une prise en compte de cet évènement pour mémoriser une autre information d’intérêt, comme par exemple le kilométrage du véhicule 8 à la date d’installation de l’élément filtrant EF.
[0086] Après la réception de la donnée de collecte DI par l’unité de caractérisation 10, lors de l’étape initiale 40 de communication, une telle donnée DI est stockée dans les moyens de mémorisation 10a en vue de pouvoir être récupérée lors d’une étape ultérieure 43 de collecte globale, par l’unité de traitement 80, comme illustré sur la figure 6.
[0087] D’autres étapes 41, 42 sont réalisées au cours des périodes de roulage ou ultérieurement à l’installation de l’élément filtrant EF, en vue de récupérer d’autres données de collecte, par exemple avant l’étape 43, ici dans les moyens de mémorisation 10a. Alternativement, les autres données de collecte D2 et/ou D3 peuvent être récupérées lors d’une étape de traitement utilisant la première information/donnée Dl, au niveau d’une unité de traitement 80 qui peut être délocalisée par rapport à l’unité de caractérisation 10.
[0088] Dans une option préférée, on récupère des informations d’un autre type, par exemple provenant d’un système GPS (ou système de géolocalisation similaire, typiquement intégré dans le véhicule 8) ou d’un accéléromètre ou compteur analogue C2 présent dans le véhicule 8, et optionnellement co-localisé ave l’unité de caractérisation 10. [0089] Dans le cas non limitatif de la figure 6, il est permis de stocker / intégrer en tant que données d’entrée d’un algorithme de l’unité de traitement de traitement 80, typiquement sous la forme du module comparateur CP :
- le kilométrage cumulé depuis l’installation (ce qui constitue la deuxième donnée de collecte D2) ; et
- des informations ou données supplémentaires de collecte D3 relatives aux conditions de roulage.
[0090] Concernant les données supplémentaires, il peut s’agir de données météorologiques et/ou de données de géolocalisation (type GPS par exemple), qui donnent respectivement des informations sur le climat (taux d’humidité...) et sur l’état de la route (autoroute, route campagne non goudronnée, et éventuellement un ou plusieurs autres indicateurs d’état de route). Un système de traçabilité de parcours, typiquement centralisé et disposant d’une trace GPS des parcours du véhicule, permet de constituer de telles données D3. Un tel système est appelé dans ce qui suit système de modélisation géographique SMG.
[0091] L’intégration de ces données D3, lors d’une étape 41 de communication avec le système de traçabilité de parcours permet d’affiner la date estimée pour le changement de l’élément filtrant EF. Ces données relatives aux conditions de roulage peuvent être traitées par un algorithme qui ajuste les valeurs de référence, appelés seuils dans tout ce qui suit, en fonction des conditions environnementales de roulage.
[0092] A titre d’exemple non limitatif, si les seuils de référence pour un filtre donné sont initialement prédéfinis avec les valeurs suivantes :
Vl= 1 an pour ce qui concerne la durée d’utilisation depuis l’installation ; et
V2= 15 000 km ;
et si les conditions de roulage indiquent que, pour une proportion suffisante (par exemple 50% du temps de roulage), le véhicule 8 a roulé dans des zones très poussiéreuses alors les valeurs de référence sont pondérées telles que :
V1 corr = VI - a . t où a est un coefficient de pondération (ici adimensionnel) et t est le temps de roulage sous condition de météo défavorable (pluie, humidité)
V2 corr = V2 - b . d , où b est un coefficient de pondération (ici adimensionnel) et d est la distance de roulage sur des routes poussiéreuse (chemin de terre, zone en construction).
[0093] Plus généralement, on comprend qu’un algorithme de conversion, adapté pour convertir des données environnementales en au moins un coefficient de pondération, peut être prévu dans l’unité de traitement 80, afin d’ajuster à la baisse, par utilisation de l’au moins un coefficient de pondération, au moins un seuil VI et/ou V2 utilisé par le module comparateur CP. Ainsi, le module comparateur CP détermine l’état de l’élément filtrant EF par comparaison avec une ou des valeurs de seuil corrigées VI corr et/ou V2 corr reflétant mieux l’usure effective de l’élément filtrant EF.
[0094] Dans un mode de réalisation, l’étape 42 de détermination de la deuxième information est réalisée à l’aide d’un capteur ou compteur de kilomètres C2 prévu dans le véhicule 8.
[0095] Concernant la date d’installation, celle-ci peut être enregistrée sur une puce, par exemple une puce qui est changée à chaque changement d’élément filtrant. Elle peut être collée sur le filtre 1 ou n’importe où sur le véhicule 8. Cette information peut être extraite par un lecteur RFID ou autre moyen de communication sans fil CSF.
[0096] En référence à la figure 5, le module comparateur CP traite les données de collecte DI, D2 et optionnellement D3 en tant que données d’entrées pour une étape de comparaison ECP, dans laquelle des seuils de référence sont utilisés. Comme indiqué cidessus, les valeurs de seuils de référence peuvent être des seuils corrigés/pondérés par prise en compte des données supplémentaires D3. Une table de correspondance peut permettre de déterminer les coefficients de pondération appropriés. Alternativement, les seuils de référence peuvent être prédéfinis et/ou aucune étape de pondération est effectuée, en l’absence de données de collecte D3 supplémentaires.
[0097] Les données supplémentaires sont des données environnementales D3 qui peuvent provenir, au moins pour partie, d’un système de modélisation géographique SMG. Ce système SMG répartit par exemple des zones de roulages en sous-catégories qui diffèrent entre elles par un niveau représentatif de l’état de route et/ou par un niveau représentatif d’au moins un paramètre d’état de l’air environnant. Selon des options de mise en œuvre, l’au moins un paramètre d’état de l’air est de préférence :
- une concentration moyenne en particules de poussière ;
- et/ou un taux d’humidité.
[0098] Un réseau connecté N2, auquel appartient le système de modélisation géographique SMG, peut être utilisé pour corréler les informations d’environnement avec le parcours du véhicule 8. Le système SMG peut ensuite fournir les données environnementales D3 à l’unité de traitement 80, par exemple via l’interface de communication T de l’unité de caractérisation 10 ou en communiquant directement avec l’unité de traitement 80 si cette dernière est délocalisée par rapport au véhicule 8 et/ou par rapport au filtre 1.
[0099] Dans le mode de réalisation de la figure 5, l’étape de comparaison ECP peut comporter selon une première option :
- une première comparaison 44a entre une période temporelle écoulée depuis la date d’installation de l’élément filtrant EF et un seuil de durée, par exemple avec le seuil VI = 1 an ou autre durée prédéfinie ;
- une deuxième comparaison 44b entre une distance cumulée parcourue par le véhicule et un seuil de distance, par exemple avec le seuil V2 = 15000 km ou autre distance parcourue prédéfinie (par exemple 30000 km dans une autre option).
[0100] L’état déterminé à la fin de la comparaison représente l’état « à changer » lorsqu’il est déterminé à l’une au moins parmi la première étape de comparaison 44a et la deuxième étape de comparaison 44b que l’un au moins desdits seuils VI, V2 est dépassé. Sur la figure 5, c’est le cas illustré sur la partie gauche avec la réponse « OUI », ce qui va déclencher une routine d’envoi d’un message à l’utilisateur afin d’alerter du besoin de changer l’élément filtrant. Dans certaines options, l’utilisateur/conducteur déclaré du véhicule peut être remplacé par un mandataire ou directement un opérateur (garagiste ou autre) fournissant des prestations de maintenance.
[0101] S’il n’y a pas de seuils VI, V2 dépassés, la réponse est « NON » et cela peut simplement déclencher une temporisation avant de réitérer à nouveau l’étape de comparaison ECP et/ou aucune action particulière si le déclenchement de l’étape de comparaison ECP est initiée ailleurs que dans l’unité de traitement 80.
[0102] Dans le mode de réalisation de la figure 5, s’il est permis de collecter une ou plusieurs données de collecte D3 supplémentaires, il est procédé à l’étape de comparaison 55 qui peut comporter selon une deuxième option (cas avec ajout des tracés en pointillés, sur la figure 5) :
- une première comparaison 54a entre une période temporelle écoulée depuis la date d’installation de l’élément filtrant EP et un seuil de durée corrigé, par exemple avec le seuil VI corr = 10 mois ou autre durée corrigée sur la base des conditions d’utilisation plus sévères de l’élément filtrant EP) ;
- une deuxième comparaison 54b entre une distance cumulée parcourue par le véhicule et un seuil de distance, par exemple avec le seuil V2 corr =11 mois ou autre durée corrigée sur la base des conditions d’utilisation plus sévères de l’élément filtrant EP).
[0103] Dans la deuxième option susmentionnée, l’étape 41 de communication a été réalisée pour réceptionner les données environnementales D3, qui sont ici représentatives de conditions de roulage et de paramètres de l’air ambiant autour du véhicule pendant des périodes de fonctionnement dudit élément filtrant. De cette façon, l’unité de traitement 80 peut disposer (par exemple après une étape globale 43 de collecte des données disponibles), de données supplémentaires qui sont utilisées dans l’étape de comparaison 55. Dans une forme de réalisation, les données supplémentaires sont mémorisées au niveau de l’unité de caractérisation 10, ce qui permet de simplifier ensuite la communication pour transférer les données vers une unité de traitement 80, lors de l’étape 43 (comme visible sur la figure 6).
[0104] Bien entendu, il peut être prévu de procéder à une ou plusieurs comparaisons, de façon différente de l’exemple illustré, par exemple selon un mode de calcul intermédiaire entre l’étape de comparaison ECP sans pondération et l’étape de comparaison 55 qui prend en compte les données environnementales pour pondérer chacun des seuils de référence.
[0105] La valeur V1 relative à la date d’installation de l’élément filtrant EF est une donnée mémorisée sur un composant RFID. L’information est récupérée par un lecteur RFID et traitée. Le composant RFID peut être installé directement sur l’élément filtrant ou bien collé sur à tout endroit sur le véhicule. On pourrait toutefois envisager tout autre moyen de stockage d’information tel que l’information puisse être extraite via une communication sans fil (QR code, code alpha numérique,...).
[0106] La valeur V2 relative à la distance parcourue depuis l’installation de l’élément filtrant EF est mesurée typiquement par un système GPS ou un accéléromètre. L’information est mémorisée sur une puce RFID ou des moyens de mémorisation 10a analogues. La puce RFID peut constituer (donc être la même que) le composant RFID qui stocke la valeur VI. En variante, c’est un composant distinct, en liaison avec l’unité de traitement 80 qui stocke la valeur VI indiquant le seuil de durée.
[0107] Comme dans le cas illustré sur les figures 1 et 6, on peut préférer que la ou les puces RFID, le compteur ou capteur C2 (GPS et ou l’accéléromètre) soient installés dans un même module M2 constituant l’unité de caractérisation 10. La batterie 14 peut permettre de fournir l’énergie afin de communiquer les données stockées sur la ou les puces vers le lecteur RFID distant, sur de longues distances (par exemple avec un rayon d’action supérieur ou égal à 1 mètre).
[0108] Un tel module M2 peut être installé à l’intérieur d’un boîtier de filtre ou en étant fixé sur l’élément filtrant EF, dans la conduite 60 comme illustré sur les figures 1 et 2. L’unité de caractérisation 10 est, de préférence fixée alors de façon détachable à l’élément filtrant EF. L’unité de caractérisation 10 peut présenter une partie de préhension la rendant préhensible dans une région axialement décalée par rapport au support 2 (avec décalage suivant un axe parallèle au flux traversant le média 5).
[0109] L’unité de traitement 80, qui dispose du module comparateur CP, peut également intégrer un lecteur RFID, ce qui peut correspondre à un cas identique ou proche de l’option montrée sur la figure 1, mais avec une localisation de l’unité de traitement 80 dans le véhicule 8 (dans la boîte à gants, tableau de bord, coffre, ou tout endroit approprié, de préférence dans une zone peu soumise à des vibrations...). Dans ce cas, le stockage peut être réalisé à une distance de l’unité de traitement 80 qui est inférieure à 2 ou 3 mètres. En variante, l’unité de traitement 80 peut être placée dans le filtre 1, typiquement dans l’unité de caractérisation 10 comme sur le cas illustré en figure 2.
[0110] Les valeurs des données DI et D2, stockées par l’unité de caractérisation 10 et/ou transmises par des unités de serveurs distants, peuvent être collectées par l’unité de traitement 80 via une communication sans fil (onde radio, Wi-fi, Bluetooth, tous types de protocole, carte SIM). On comprend que le module comparateur CP de l’unité de traitement 80 peut traiter les données ainsi collectées DI, D2 et/ou D3 en comparant les données d’entrée, relatives à l’état d’évolution de l’élément filtrant EF avec des valeurs de référence (VI, VI corr, V2, V2 corr comme montré sur la figure 5).
[0111] L’unité de traitement 80 peut initier une émission, comme illustré sur les figures 1, 2 et 5, d’un signal vers un terminal récepteur 30 ou autre unité de contrôle similaire, accessible par l’utilisateur final, par l’intermédiaire d’une communication sans fil. Le terminal récepteur 30 peut être un téléphone portable muni d’une application spécifique pour recevoir le signal, ou un autre support de communication (support digital, à interface avec écran tactile ou non, tel que tablette, ordinateur, à titre d’exemple non limitatif.). Le terminal récepteur 30, appartenant typiquement un utilisateur enregistré par l’unité électronique de traitement 80, reçoit l’information de préférence par un réseau de communication choisi parmi Internet et un réseau de messagerie.
[0112] Pour cela, on peut prévoir un transmetteur d’avertissement pour transmettre sélectivement, au moins lorsque l’état déterminé est l’état « à changer », un signal ou une information représentative du besoin de changement. L’interface T, inclue dans ou en liaison avec l’unité de caractérisation 10, peut constituer un tel transmetteur dans l’option de la figure 2. En référence à la figure 5, l’étape 48 ou 58 d’avertissement peut se réaliser plus ou moins tôt, selon l’usage plus ou moins intensif de l’élément filtrant EF. En pratique l’étape 58 est déclenchée comparativement plus tôt que l’étape 48, s’il a été déterminé en amont dans le processus que les données environnementales D3 sont représentatives de conditions pour abaisser l’un au moins des seuils de référence (les seuils VI corr et/ou V2 corr étant des seuils abaissés).
[0113] Des réitérations RI, RI’ des étapes décrites plus haut peuvent être réalisés ultérieurement, lorsque l’étape de comparaison ECP ou 55 faite par le module comparateur CP estime que l’état de l’élément filtrant EF répond aux critères de conservation. L’intervalle de temps entre deux réitérations peut être constant ou diminuer au fur et à mesure que la date d’installation est éloignée dans le temps.
[0114] En référence à la figure 3, on peut éventuellement aussi compléter ou affiner la détermination de l’état de l’élément filtrant EF en collectant des données de mesure, par un capteur 10b embarqué dans l’unité de caractérisation 10, ici amovible.
[0115] Dans les exemples illustrés, le média filtrant 5 se présente sous la forme d’une couche de média filtrant, en étant plié, typiquement à intervalles régulier, pour former un média filtrant plissé. Ainsi, il existe une pluralité de lignes de pliage 5f parallèles entre elles, afin d’accroître la surface 5a du média filtrant 5 exposée au flux d’air à filtrer. Des sous-couches de nature différente peuvent optionnellement composer la couche de média filtrant 5, selon le besoin en filtration. Le plus préférentiellement, le média filtrant 5 est sous la forme d’une bande de papier ou matériau similaire (déchirable) pliée en accordéon. Dans des modes de réalisation, le média filtrant 5 est du type soumis à un traitement thermique, de sorte qu’il conserve le plissage en raison d’un effet de durcissement.
[0116] Dans des variantes, le média 5 peut être multicouches et/ou présenter un mode de pliage différent. Le média filtrant 5 peut être fibreux, à base de coton, cellulose, de fibres synthétiques par exemple ou d’un mélange de fibres. Dans des options, le média filtrant 5 se compose à la fois d’un papier filtre et d’une couche de non-tissé de protection pour le filtrage grossier (par exemple pour une application en milieu très poussiéreux).
[0117] Au moins pour des applications de filtre d’habitacle, le média filtrant 5 du filtre 1 est conçu pour faire barrière aux particules solides de l’air extérieur, notamment les pollens, les spores, la suie, les poussières, les particules de pneus, et d’autre particules résiduelles. Dans des options de réalisation, l’élément filtrant 1 incorpore dans le média filtrant 5 du charbon actif, de sorte qu’il permet de retenir non seulement les particules solides, mais également des gaz nocifs comme les oxydes d’azote, le dioxyde de soufre, l’ozone ou les hydrocarbures (avec pour résultat typique d’en préserver l’habitacle jusqu’à 95 %). On peut prévoir une couche de charbon actif incorporée, qui retient ainsi les plus infimes particules. En outre, les mauvaises odeurs sont généralement aussi neutralisées ou fortement réduites avec ce type de média filtrant 5.
[0118] Il doit être évident pour les personnes versées dans l’art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l’éloigner du domaine d’application de l’invention comme revendiqué.

Claims (1)

  1. Revendications [Revendication 1] Procédé de contrôle d’un filtre à air (1) dans un véhicule (8), utilisant un élément filtrant (EF) fixé de façon amovible dans une conduite d’aération (60) du véhicule, le procédé comprenant les étapes consistant essentiellement à : - stocker, dans une unité (10) de caractérisation de l’élément filtrant qui est montée dans le véhicule (8), au moins une donnée de collecte (Dl, D2) représentative d’une date d’installation de l’élément filtrant (EF) dans le véhicule et/ou d’un kilométrage parcouru par le véhicule (8) depuis ladite date d’installation de l’élément filtrant (EF) ; - utiliser l’au moins une donnée de collecte (Dl, D2), lors d’une étape (ECP ; 55) de comparaison avec un ou plusieurs seuils, l’étape de comparaison (ECP ; 55) étant réalisée par un module comparateur (CP) d’une unité électronique de traitement (80), afin de déterminer un état de l’élément filtrant (EF) parmi au moins deux états de caractérisation possibles dont un premier état représente un état de conservation de l’élément filtrant, permettant d’éviter un démontage de l’élément filtrant, et un deuxième état représentant un besoin de changer l’élément filtrant (EF) ; et - transmettre (45) une information représentative de l’état déterminé à un terminal récepteur (30), au moins lorsque l’état déterminé est ledit deuxième état. [Revendication 2] Procédé de contrôle selon la revendication 1, dans lequel l’au moins une donnée de collecte (Dl, D2) comprend : - une première information représentative de la date d’installation (Dl) de l’élément filtrant (EF) dans le véhicule (8) ; et - une deuxième information représentative du kilométrage parcouru (D2) par le véhicule (8) depuis la date d’installation de l’élément filtrant ; et dans lequel une étape (42) de détermination de la deuxième information (D2) est réalisée à l’aide d’un capteur ou compteur de kilomètres (C2) prévu dans le véhicule (8). [Revendication 3] Procédé de contrôle selon la revendication 2, dans lequel l’étape de comparaison (ECP ; 55) comprend : - une première comparaison (44a ; 54a) entre une période temporelle écoulée depuis la date d’installation de l’élément filtrant (EF) et un seuil de durée ;
    - une deuxième comparaison (44b ; 54b ) entre une distance cumulée parcourue par le véhicule (8) et un seuil de distance ; et dans lequel l’état déterminé est le deuxième état lorsqu’il est déterminé à l’une au moins parmi la première étape de comparaison et la deuxième étape de comparaison que l’un au moins desdits seuils est dépassé. [Revendication 4] Procédé de contrôle selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la deuxième information (D2) provient d’un système GPS ou d’un accéléromètre. [Revendication 5] Procédé de contrôle selon la revendication 2, 3 ou 4, dans lequel la deuxième information (D2) est déterminée dans un module (M2) formant partie de l’élément filtrant (EF) ou monté sur un boîtier ou une conduite d’aération réceptrice de l’élément filtrant (EF). [Revendication 6] Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou lesdits seuils sont prédéfinis. [Revendication 7] Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou lesdits seuils comprennent une composante d’ajustement qui est fonction des conditions de roulage, de préférence sur la base de données météorologiques et/ou de données de géolocalisation corrélées à un historique du parcours du véhicule (8). [Revendication 8] Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape (41) de communication, permettant une réception de données environnementales (D3) représentatives de conditions de roulage et/ou de paramètres de l’air ambiant autour du véhicule (8) pendant des périodes de fonctionnement dudit élément filtrant (EF), afin de collecter des données supplémentaires qui sont utilisées dans l’étape de comparaison (55), les données supplémentaires étant de préférence mémorisées au niveau de l’unité de caractérisation (10). [Revendication 9] Procédé de contrôle selon la revendication 8, dans lequel les données environnementales (D3) proviennent, au moins pour partie, d’un système de modélisation géographique (SMG) qui répartit des zones de roulages en sous-catégories qui diffèrent entre elles par un niveau représentatif de l’état de route et/ou par un niveau représentatif d’au moins un paramètre d’état de l’air environnant, et dans lequel l’au moins un paramètre d’état de l’air est de préférence : - une concentration moyenne en particules de poussière ; - une concentration moyenne pour au moins un gaz choisi parmi le
    [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] monoxyde de carbone, le dioxyde de soufre, l’oxyde d’azote ;
    - et/ou un taux d’humidité.
    Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une donnée de collecte (Dl) représentative d’une date d’installation de l’élément filtrant (EF) dans le véhicule (8) est stockée dans une mémoire (10a) d’un moyen de communication sans fil (CSF), qui est de préférence un marqueur RFID, appartenant à l’unité de caractérisation (10), et dans lequel le moyen de communication sans fil (CSF) permet une identification de l’unité de caractérisation (10), par un terminal récepteur (30) distinct du véhicule ou une unité de traitement (80) distincte du véhicule.
    Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’unité de caractérisation (10) est rendue solidaire de l’élément filtrant (EF) par une interface de fixation amovible (12a, 20), préférentiellement prévue dans une région de passage du flux d’air délimitée par un support (2) annulaire de l’élément filtrant constituant une périphérie de l’élément filtrant (EF).
    Dispositif de surveillance d’un élément filtrant (EF) pour la mise en œuvre du procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, le dispositif de surveillance comprenant :
    - une unité (10) de caractérisation de l’élément filtrant conçue et agencée pour être montée dans le véhicule équipé de l’élément filtrant (EF), l’unité (10) de caractérisation présentant des moyens de mémorisation (10a) pour stocker au moins une donnée de collecte (Dl, D2) représentative d’une date d’installation de l’élément filtrant (EF) dans le véhicule et/ou d’un kilométrage parcouru par le véhicule depuis ladite date d’installation de l’élément filtrant, l’unité (10) de caractérisation comprenant en outre un moyen de communication sans fil (CSF), de préférence sous la forme d’un marqueur radioélectrique de type RFID ;
    - un module comparateur (CP) d’une unité électronique de traitement (80), configuré pour utiliser un ou plusieurs seuils et déterminer si une quelconque donnée de collecte parmi l’au moins une donnée de collecte (Dl, D2) dépasse un seuil de recommandation de changement de l’élément filtrant, ce qui permet au module comparateur (CP) de déterminer un état de l’élément filtrant (EF) parmi au moins deux états de caractérisation possibles dont un premier état représente un état de conservation de l’élément filtrant, permettant d’éviter un démontage de
    l’élément filtrant, et un deuxième état représentant un besoin de changer l’élément filtrant ; et - un transmetteur d’avertissement pour transmettre sélectivement, au moins lorsque l’état déterminé est ledit deuxième état, un signal ou une information représentative de l’état déterminé à un terminal récepteur (30) d’un utilisateur enregistré par l’unité électronique de traitement (80), de préférence en utilisant un réseau de communication choisi parmi Internet et un réseau de messagerie. [Revendication 13] Dispositif de surveillance selon la revendication 12, dans lequel les moyens de mémorisation (10a) sont configurés pour stocker, en tant que l’au moins une donnée de collecte (Dl, D2) : - une première information (Dl) représentative de la date d’installation de l’élément filtrant (EF) dans le véhicule (8) ; et - une deuxième information (D2) représentative du kilométrage parcouru par le véhicule depuis la date d’installation de l’élément filtrant (EF) ; et dans lequel la deuxième information provient d’un capteur de kilomètres (C2) co-localisé avec le moyen de communication sans fil (CSF), dans l’unité de caractérisation (10). [Revendication 14] Dispositif de surveillance selon la revendication 12 ou 13, comprenant une liaison de l’unité de caractérisation (10) avec un système de collecte de données environnementales (SMG), de préférence de données météorologiques et/ou d’une localisation GPS, dans lequel l’unité électronique de traitement (80) présente un algorithme de conversion des données environnementales pour convertir les données environnementales (D3) en au moins un coefficient de pondération, afin d’ajuster à la baisse, par utilisation de l’au moins un coefficient de pondération, au moins un seuil utilisé par le module comparateur (CP), de sorte que le module comparateur (CP) détermine l’état de l’élément filtrant (EF) par comparaison avec une ou des valeurs de seuil corrigées. [Revendication 15] Système (70 ; 70’) de contrôle du vieillissement d’un élément filtrant (EF) installé dans un véhicule (8), comprenant : - un ensemble de traitement d'air (50) présentant une entrée (51) et une sortie (52), pour fournir de l'air traité à un espace clos (100) dans un véhicule via la sortie (52) ; - une canalisation d’air (60) intégrée dans un circuit de l’ensemble de traitement d’air (50), en communication avec l’entrée (51) ;
    - un filtre (1) pour la filtration d’un flux d’air, pourvu de l’élément filtrant (EF) et placé dans la canalisation d’air (60) en travers d’un flux d’air (Fl) amené depuis l’entrée (51) et circulant dans ladite canalisation d’air (60) en direction de la sortie (52) ;
    - un dispositif de surveillance de l’élément filtrant (EF), tel que défini dans l’une quelconque des revendications 12 à 14, le transmetteur d’avertissement étant co-localisée avec l’unité électronique de traitement (80) qui est adaptée pour recevoir l’au moins une donnée de collecte (DI, D2) stockée par les moyens de mémorisation (10a) de l’unité de caractérisation (10).
    [Revendication 16] Système selon la revendication 15, dans lequel l’une au moins parmi l’unité de caractérisation (10) et l’unité de traitement (80) fait partie du filtre (1), de préférence en se fixant sur l’élément filtrant (EF) pour pouvoir être retirée avec celui-ci lors d’une opération de rechange.
    [Revendication 17] Système selon la revendication 15 ou 16, dans lequel l’élément filtrant (EF) comprend une couche de média filtrant (5) formant une surface externe (5a) exposée au flux d’air à filtrer (Fl) dont tout ou partie est pliée pour former un média filtrant plissé qui présente une pluralité de lignes de pliage (5f) parallèles entre elles, afin d’accroître ladite surface externe (5a) exposée au flux d’air à filtrer.
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