Brevet FR2357870A1 — publié le 19780203

La présente invention concerne un dispositif de mesure de la consommation d'un fluide relative A une grandeur variable et plus particulièrement la consommation d'essence par kilomètre parcouru par un véhicule. De nombreux dispositifs ont été proposés pour réaliser une telle mesure. Certains d'entre eux sont entièrement mécaniques et sont situés généralement dans ou associés A la pompe dqalimentation. D'autres dispositifs utilisent des débitmetres A fil chaud comme c'est le cas des dispositifs décrits dans les demandes de brevet français publiées sous les nOs 2 276 566 et 2 171 036 et qui utilisent l'effet de refroidissement d'une résistance chauffante placée dans l'écoulement d'un fluide; le changement de résistance des éléments résistifs résultant du changement de température est mis A profit dans un circuit a pont équilibré. A ces d-fibitmetres A fil chaud, il faut associer un organe diviseur qui réalise la division du débit de fluide par la vitesse du véhicule, mesurée par ailleurs. Un premier objet de la présente invention est de réaliser cette division par un aménagement particulier du débitmètre lui-même. Un second objet de l'invention est de réaliser un dispositif dont la linéarité ou la proportionnalité de l'indication par rapport au débit résulte directement du procédé de mesure mis en oeuvré et non d'une compensation a posteriori des défauts inhérents aux débitmètres A fil chaud tels qu'ils apparaissent l'étude de la demande 2 276 566. Le dispositif selon l'invention qui est du type comportant un organe intermédiaire disposé sur la conduite principale de fluide, est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des premiers moyens permettant d'introduire une puissance thermique dans l'organe intermédiaire, des seconds moyens pour faire varier ladite puissance thermique proportionnellement A la grandeur variable et des troisièmes moyens pour mesurer l'augmentation de température du fluide traversant l'organe intermédiaire. Selon une autre caractéristique, les supports de fixation et les liaisons qui aboutissent A l'un des premiers ou troisièmes moyens sont situés hors de la zone s'étendant de l'introduction de la puissance thermique A la mesure de température. Cela permet d'éviter une perturbation quelconque dans ladite zone et qui pourrait -fausser ladite mesure de température. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront à la lecture de la description donnée ci-dessous à titre indicatif mais non limitatif d'un mode de réalisation selon l'invention, et du dessin annexé sur lequel'la figure unique est une représentation schématique du dispositif selon l'invention. Dans le mode de réalisation décrit sur la figure , un combustible tel que de l'essence est prélevé à partir d'un réservoir 1 à travers une conduite 2 et un appareil de pompage non représenté et connu en soi, pour être amené à un moteur 3 du véhicule qui entraine l'arbre de transmission 4 des roues du véhicule, non représentées, par 1Jintermédiaire d'une boite de vitesse 5. Cette dernière est généralement équipée d'une prise de mouvement 6 tournant à une vitesse proportionnelle A celle de l'arbre de transmission 4 et entraîne un tachymètre 7 par I'intermédiaire d'un flexible 8.Des moyens connus en soi sont montés sur la prise de mouvement 6 et sont aptes A interrompre et/ou à établir le courant sur periodiqudment/un conducteur 9, par exemple aptes à fournir une impulsion par mètre parcouru par le véhicule ou toute autre distance de référence. Conformément à l'invention, le conducteur 9 est relié A un circuit électrique 10 constituant les seconds moyens et alimenté en tension électrique à partir d'une batterie 11. Sur le conducteur de liaison 12,entre la batterie 11 et le circuit 10 sont interposés deux interrupteurs 13 et 14. L'interrupteur 13 est par exemple l'interrupteur de contact du moteur et l'interrupteur 14 étant ouvert lorsque la boîte de vitesse 5 est au point mort. Le circuit 10 délivre sur un conducteur 16 des impulsions en nombre égal à celles apparaissant sur le conducteur 9 mais mises en forma c'est-à-dire ayant une durée déterminée et independante de la vitesse du véhicule; par exemple, chaque impulsion mise en forme a une durée de 20 ms et une amplitude de 10 V indépendante de la tension de la batterie 11. L'organe sensible ou les premiers moyens du dispositif selon l'invention est constitué par une résistance électrique chauffante 18 17 disposée dans un organe intermédiaire/monté sur la conduite reliant le réservoir 1 au moteur 3 du véhicule. Les troisièmes moyens aptes à relever l'écart de température du combustible sont également montes dans ledit organe intermédiaire. De préférence, on interpose entre la conduite 2 et la conduite 2' l'organe intermédiaire 18 qui comporte deux canaux ou dérivations 19 et 20 entre lesquels est partagé d'une façon déterminée le débit d'essence, par exemple A parts égales, mais il va de soi que le partage dudit débit peut être réalisé suivant un quelconque autre rapport pourvu qu'il soit déterminé. De plus, les canaux 19 et 20 sont isolés thermiquement entre eux. L'essence circulant dans la dérivation 19 augmente de température au contact de la résistance 17 du fait de la mise sous tension périodique de ladite résistance 17 due aux impulsions électriques apparaissant sur le conducteur 16. Comme les impulsions électriques sur le conducteur 16 sont en nombre proportionnel au nombre de tours de roue du véhicule, il s'ensuit que la puissance électrique moyenne que dissipe la résistance 17 est proportionnelle A la vitesse du véhicule. D'autre part, A puissance électrique dissipée déterminée, l'augmentation de température de l'essence qui traverse la dérivation 19 est inversement proportionnelle a son débit dans ladite dérivation, donc au débit total d'essence. De ce fait, on peut constater que l'écart de température de l'essence circulant dans la dérivation 19 est proportionnel au rapport entre la vitesse du véhicule et la consommation horaire dudit véhicule.La différence de température entre l'essence sortant de la dérivation 19 et celle sortant de la dérivation 20 peut être mesurée par tout moyen approprié tel qu'un thermocouple 21 relié par des conducteurs 22 A un indicateur 23 auquel peut éventuellement être incorporé un organe d'amplification. I1 est A noter que l'indication fournie par le thermocouple 21 constitue une mesure directe, pour le conducteur du véhicule, de la consommation kilométrique dudit véhicule. A titre d'exemple, pour une vitesse de 100 km/h et une résistance 17 de 2,5fil, la puissance moyenne étant de 20 W, l'écart de température est de l'ordre de 100C pour une consommation de 10 litres aux 100 kms. Pour améliorer la qualité de la mesure, les supports de l'organe intermédiaire 18 sur les conduites 2 et 2' ainsi que les connexions de la résistance 17 sont situés hors de la zone s'étendant de l'extrémité inférieure de la résistance 17 au thermocouple 21 de façon qu'aucun pont thermique ne puisse s'établir au moins entre ladite résistance 17 et ledit thermocouple 21. C'est ainsi que les connexions du thermocouple 21 sont dirigées vers le haut, en prenant comme référence le sens du déplacement du fluide dans l'organe intermédiaire 18. Lorsque le véhicule est arrêté, moteur tournant, la puissanve dissipée par la résistance 17 est nulle; il s'ensuit que l'écart de température tend A s'annuler également puisque la résistance 17 ne chauffe plus l'essence. Au contraire, lorsque le véhicule se déplace A un régime économique -vitesse modéréele rapport entre sa vitesse propre et le débit d'essence est le plus grand possible; c'est alors que l'échauffement de l'essence est maximal. De ce fait, on constate que le dispositif selon l'invention ne risque pas de surchauffer l'essence en cas de fonctionnement défectueux du véhicule. I1 est évident que le choix du coefficient de partage entre les deux dérivations 19 et 20 de l'appareil 18 permet d'adapter le dispositif selon l'invention A des véhicules de consommations moyennes différentes. C'est ainsi que si l'on fait circuler une faible partie du débit d'essence dans la dérivation 19, on aug sente la sensibilité du dispositif mais en le rendant de plus en plus sensible à une obstruction éventuelle des gicleurs d'alimentation des dérivations 19 et 20. Comme les essences ou combustibles n'ont pas tous la même densité, ni la même chaleur spécifique, il est possible d'adapter la tension des impulsions délivrées par le circuit 10 moyennant une structure appropriée de ce dernier ou par l'adjonction d'une résistance variable 24 insérée sur le conducteur 16 entre le circuit 10 et la résistance 17. Pour corriger une variation de sensibilité éventuelle des organes mesurant les écarts de température en fonction de la température moyenne de l'essence, on peut aussi ajuster soit la tension sur le conducteur 16, soit la résistance variable 24 en fonction de la température de l'essence circulant sur la résistance 17. De même, en lieu et place du thermocouple 21, on peut utiliser comme cela est déjà connu, des résistances variant avec la température et montées en pont : ces résistances peuvent. être par exemple des sondes de platine ou de nickel. Dans certains véhicules, il est préférable de remplacer l'ensemble des organes 6 A 10 par un appareillage remplissant des fonctions analogues telle qu'une génératrice tachymétrique alimentant directement le conducteur 16. Selon une disposition avantageuse des connexions de la résistance 17 et représentée sur la figure , les fils de connexion de ladite résistance 17 sont tous deux ramenés en amont suivant le sens de circulation de l'essence de façon A réduire au minimum les échanges thermiques parasites s'établissant par l'intermédiaire desdites connexions, c' est-à-dire que ces connexions sont situées dans la partie du flux qui est en amont de la dissipation thermique. En effet, si au moins un des conducteurs électriques traverse la paroi de la dérivation 19 dans la zone où l'essence est chauffée, il se crée un pont thermique parasite. Pour augmenter la précision du dispositif selon-l'invention, la dérivation 19 et de préférence l'ensemble de l'appareil 18, sont réalisés en des matériaux aussi peu conducteurs de la chaleur que possible.De même, les conducteurs 22 sont avantageusement disposés de façon a descendre le courant d'essence. Selon une autre caractéristique, il est intéressant de préchauffer l'essence par mise en contact avec l'eau du radiateur, par exemple de manière A réduire l'influence de la température d'arrivée de l'essence sur la mesure. Un autre avantage est que l'écart de température est directement fonction de la consommation kilométrique et varie donc dans un rapport beaucoup plus faible que le débit d'essence, ce qui permet une mesure de meilleure qualité. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes. C'est ainsi que le dispositif selon l'invention peut être appliqué à la mesure de la consommation d'un combustible en fonction d'une autre grandeur telle que la vitesse de rotation du moteur, une puissance, un couple, etc.. De même, la mesure des écarts en température peut être réalisée par des systèmes optiques plutôt qu'électriques. En outre, le générateur 10 qui délivre des impulsions électriques a une fréquence proportionnelle à la grandeur variable et dont l'énergie de chaque impulsion est déterminée, c'est-A-dire qui délivre des créneaux de durée et d'amplitude déterminées, peut être remplacé par un condensateur de manière que l'énergie transmise par les impulsions électriques provienne de la décharge dudit condensateur. Enfin, le dispositif selon l'invention peut comporter, en outre, des moyens de correction non représenté susceptibles d'agir sur l'un au moins des facteurs déterminés tels que le rapport de partage de débit entre les canaux 19 et 20 de l'organe intermédiaire 18, l'énergie des impulsions électriques, tenson de charge du condensateur, la durée et/ou l'amplitude des créneaux. Dans le cas où la puissance électrique introduite dans la resistance 17 est rendue constante, alors on obtient un débit horaire du fluide. REVENDIcATIONS 1.- Dispositif de mesure de la consommation d'un fluide relative A une grandeur variable, du type comportant un organe intermédiaire disposé sur la conduite principale de fluide, caractérisé en ce gu'il comprend en outre des premiers moyens permettant d'introduire une puissance thermique dans l'organe intermédiaire, des seconds moyens pour faire varier ladite puissance thermique proportionnellement a la grandeur variable et des troisièmes moyens pour mesurer l'augmentation de température du fluide traversant l'organe intermédiaire. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les supports de fixation de l'organe intermédiaire sont situés hors de la zone s'étendant de l'introduction de la puissance thermique à la mesure de température. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les liaisons qui aboutissent A l'un des premiers ou troisièmes moyens sont situées hors de la zone s'étendant de l'introduction de la puissance thermique a la mesure de température. 4.- Dispositif selon une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que l'organe intermédiaire comporte deux canaux entre lesquels le débit de fluide se partage dans un rapport déter min, les premiers moyens étant disposés dans l'un desdits canaux. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le débit se partage en parties égales. 6.- Dispositif selon une quelconque des revendications 1 A 5, caractérisé en ce que les premiers moyens sont constitués par une résistance électrique chauffante. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les seconds moyens sont constitués par un générateur délivrant des impulsions électriques à une fréquence proportionnelle à la grandeur variable et dont l'énergie de chaque impulsion est déterminée. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'énergie transmise par les impulsions électriques provient de la décharge d'un condensateur. 9.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les impulsions sont des créneaux de durée et d'amplitude déterminées. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'en amont de l'organe intermédiaire, le fluide est porté à une température déterminée. 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 a 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de correction agissant sur l'un au moins des facteurs déterminés tels que rapport de partage de débit entre les deux canaux, énergie des impulsions, tension de charge du condensateur, durée, amplitude des créneaux. 12.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la grandeur variable est la vitesse de déplacement d'un véhicule et que le fluide est le combustible alimentant le moteur dudit véhicule, l'indication de mesure se traduisant en consommation de combustible par kilomètre parcouru. 13.- Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'introduction de la puissance thermique est interrompue lors- que la boite de vitesses dudit véhicule est au point mort. 14.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la puissance thermique peut être rendue constante afin de permettre le débit horaire du fluide.