Brevet FR2399646A1 — publié le 19790302

La présente invention est relative à un procéde et à un appareil permettant de calculer à chaque instant la consommation instantanée en carburant d'un véhicule automobile, et de llafficher. Les véhicules actuels sont généralement équipés d'un appareil permettant à leur conducteur de connattre la quantité de carburant restant dans le réservoir. La présente invention apporte au conducteur une information supplémentaire, à savoir la connaissance de la consommation instantanée en carburant, exprimée en litres par IOOKm par exemple. L'appareil décrit calcule le nombre d'unités de carburant consommées sur une distance étalon donnée (tous les 100 m par exemple); le résultat est affiché numériquement en litres/1QOKm. Dout autre type d'affichage peut convenir moyennant un traitement adapté des signaux de sortie. La présente invention permet au conducteur d'un véhicule d'optimiser un trajet sur le plan consommation/vitesse; elle met en évidence toute consommation anormale et permet d'adapter à tout moment la vitesse du véhicule à une consommation que l'on s1 est fixée. Un tel appareil est tres utile à qui veut conduire économiquement. La présente invention permet d'effectuer le calcul de consommation entièrement en numérique, ce qui autorise un affichage direote- ment sur digits ou chiffres lumineux, et est caractérisée en ce qu'elle comprend: un premier capteur magnétique chargé de delivrer une impulsion par unité de distance parcourue et un second capteur, placé sur la pompe à carburant ou sur l'arrivée de carburant, chargé de délivrer une impulsion par unité de carburant consommée. Les impulsions de distance sont comptabilisées dans un premier compteur A à capacité limitée, lequel compteur délivre une impulsion caractérisée par un front descendant i à chaque fois que sa capacité maximale est atteinte; cette capacité maximale représente la longueur étalon (100 m par exemple).Entre 2 fronts descendants i consécutifs on comptabilise les impulsions de carburant consommé dans un deuxième compteur B. Chaque front descendant i déclenche enfin l'envoi d'une rafale de N impulsions, g étant le nombre contenu dans le compteur 3 à cet instant. On recueille ainsi un train d'impulsions dont le nombre représente le nombre d'unités de carburant consommées sur une distance égale à la longueur étalon (zoom). L'utilisateur traitera le signal de sortie à sa convenance; par exemple un dispositif d'affichage permet une représentation du résultat sous la forme désirée: digits, diodes électroluminescentes, chiffres lumineux à 7 segments, appareils à aiguille, etc... La précision du resultat affiché dépend directement du choix de la distance étalon et de l'unité utilise pour mesurer le carburant consommé. L'utilisateur pourra également utiliser les signaux de sortie pour asservir automatiquement la vitesse maximale du véhicule à la consommation que l'on s'est fixée. Tous ces appareils et dispositifs fonctionnent sous le contrale d'un circuit de commande de séquences. D'autres caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre et qui n'est donnée qu'à titre d'exemple. A cet effet on se reportera aux dessins joints dans lesquels: - la figure 1 est un schéma bloc de la disposition de base et du mode de réalisation préféré du circuit suivant la presente invention. - la figure 2 illustre un mode de réalisation du compteur de distance de la figure 1. - la figure 3 illustre un mode de réalisation du compteur d'unités de carburant consommées de la figure 1. - la figure 4 illustre un mode de réalisation du générateur de rafales d'impulsions de la figure 1. - la figure 5 illustre un mode de réalisation du circuit d'affichage de la figure 1. - la figure 6 illustre un mode de réalisation du circuit de commande des séquences utilise à la figure 1. Suivant le mode de réalisation de la figure 1, un circuit-capteur 10 produit sur le conducteur 24 des impulsions, chacune d'elles correspondant à une unité de distance parcourue (1Q m). 10 comprend d'une part un capteur magnétique proprement dit, d'un type connu (par exemple détecteur de proximité agissant par courants de Fouoault sur les pertes HF d'une bobine) qui se place sur le compteur de vitesse du véhicule, ne nécessitant pas ainsi de branchements ou connexions mécaniques; d'autre part un circuit également d'un type connu qui convertit les impulsions issues du capteur proprement dit en niveaux logiques et divise leur fréquence par un nombre dépendant du type de véhicule, et pour un véhicule donné de l'emplacement du capteur magnétique proprement dit.Les impulsions issues du circuit-capteur 10 progressent dans le compteur 12 à capacité limitée. Un deuxième circuit-capteur 16, produit sur le conducteur 28 une impulsion par unité de carburant consommée. Le circuit-capteur 16 peut être constitué d'un détecteur de proximité placé sur la pompe à carburant (ou sur une mini-roue à aubes placée sur le trajet du carburant et entraînée par celui-ci), d'un débitmètre, ou d'une capsule à dépression suivie d'un convertisseur analogique-numérique. Les impulsions sont comptabilisées dans le compteur 18. A chaque fois que la capacité maximale du compteur 12 est atteinte, une distance égale à la longueur étalon (ici 1DO m) aura été parcourue par le véhicule; un front descendant i est alors produit sur le con ducteur 26. Ce front descendant i progresse dans le circuit de contrôle de séquences 14 dont le r61e est le suivant: à chaque fois qu'un front descendant i sera présent sur le conducteur 26, le circuit 14 transmet au système d'affichage 22 par l'intermédiaire de 38 un ordre de REMISE A ZERO; puis transmet au générateur de rafales 20 par l'intermédiaire de 32 un ordre d'envoi d'un train de N impulsions, N étant le nombre présent à cet instant dans le compteur 18, ce nombre étant transmis en parallèle par 36; enfin transmet au compteur 18 d'unités de carburant consommées par l'intermédiaire de 30, un ordre de REMISE A ZERO, afin de préparer le cycle suivant. Ces 3 opérations doivent être réalisées successivement et dans un temps très bref, dans tous les cas inférieur à la durée séparant l'envoi par le circuit-capteur 16 de deux impulsions consécutives. On est sur ainsi de ne pas perdre d'impulsions (représentant le carburant consommé) et d'avoir un calcul exact. Le circuit 20 est un générateur de rafales qui fonctionne de la façon suivante: tous les 100 m (qui est la distance étalon choisie) une impulsion présente sur 32 donne au générateur 20 un ordre d'envoi d'une rafale de N impulsions, N etant le nombre contenu à cet instant dans le compteur 18. Or ce nombre N représente le nombre d'unités de carburant qui ont été consommées durant les 100 derniers mètres que vient de parcourir le véhicule (juste avant l'apparition de l'ordre d'envoi de cette rafale). On obtient ainsi sur le conducteur 34 une rafale de N impulsions qui représente le nombre d'unités de carburant consommées pour une distance parcourue par le véhicule égale à la0 mètres.Il est évident que du choix de l'unité de carburant consommé et de la distance étalon depen- dent d'une part l'unité dans laquelle est représenté le résultat et d'autre part la précision de celui-ci. Ainsi pour avoir un résultat exprimé en litres par 100Kms à 3 chiffres significatifs aveo une précision du dixième (o. å 99.9 1/100ka), on pourra prendre une distance étalon de 100 m et une unité de carburant consommé égale à 0.1 millilitres; alors si N=72, on aura sur le conducteur 34 une rafale de 72 impulsions qui représentent une consommation égale à 72 x 0.1 millilitres/200 m soit 7.2 litres/100Km. Le circuit d'affichage 22 sera réalisé selon la précision et le nombre de chiffres significatifs demandés. Ainsi pour une présentation du résultat à 3 chiffres significatifs et avec une précision du dixibme, on utilisera 3 chiffres lumineux à 7 segments et on affichera directement le nombre d'impulsions N de la rafale, 72 par exemple; on allumera alors constamment le point décimal entre le chiffre des unités et celui des dizaines, ce qui realise artificiellement une division par 10. Le-résultat affiché sera alors 07.2 1/100Km. Tout autre type d'affichage peut convenir moyennant une utilisation adaptée des signaux présents à la sortie du générateur de rafales.On peut également utiliser ces signaux afin de réaliser un asservissement ou tout autre systeme, par exemple asservissement automatique de la vitesse du véhicule à une consommation inférieure ou égale à une consommation donnée. La figure 2 représente un mode de réalisation du compteur de distance de la figure 1. Un compteur BCD (décimal codé binaire) à 4 emplacements binaires reçoit sur le conducteur 12 une impulsion par unité de distance parcourue (10 m). L'état de la sortie 8 est ZERO de la première à la septième impulsion, passe à UN pour les huitième et neuvième impulsions, puis repasse à ZERO (front descendant) pour la dixième impulsion reçue. Un front descendant i présent sur la sortie 14 représente ainsi une distance parcourue égale à ia0 m. La figure 3 représente un mode de réalisation du compteur d'unités de carburant consommées de la figure 1. On utilise 2 compteurs binaires, à 4 emplacements binaires chacun. On peut ainsi emmagasiner jusqu'a 255 impulsions et représenter une consommation allant de O. à 25.5 1/100Km. ( pour une plage plus large de consommation il faudra évidemment augmenter convenablement le nombre de compteurs binaires). Le nombre N d'unités consommées est présent en-parallèle sur les sorties 16 et 18. Le conducteur 20 reçoit du oontr81eur de séquences l'ordre de REMISE A ZERO du compteur (front montant) après l'envoi de chaque rafale, afin de recommencer un autre cycle. La figure 4 représente un mode de réalisation du générateur de rafales de la figure 1. On utilise pour cela deux circuits compteurs-décompteurs 10 et 12 montés en série, mode synchrone, et en position de déaX comptage. Le nombre de ces circuits est fonction du nombre maximal d'im- pulsions à envoyer. L'entrée 22 réalise dune part l'ordre de chargement des 2 circuits par le nombre N d'impulsions à envoyer, et d'autre part l'ordre d'envoi du train d'impulsions; N est chargé en parallèle et en binaire sur les entrées 40 et 42. Ces 2 circuits reçoivent simultanément des signaux de l'horloge 18 par le conducteur 36.A chaque fois que le compteur 10 atteint son minimum 0000, il envoie vers le circuit 12 qui est d'un poids immédiatement supérieur, un ordre d'autorisation de décomptage (passage du niveau 1 au niveau O) par l'intermédiaire du conducteur 32 Le circuit 12 envoie initialement sur 34 un niveau logique 1; si l'entrée 22 passe à 1, la première impulsion issue de l'horloge 18 qui se présente met la bascule 16 à 1, puisque la sortie de la porte ET 14 est passée à 1; la porte 20 transmet alors cette premiere impulsion vers la sortie 38; cette impulsion fait en meme temps -1 dans le décompter puisque l'entrée 22 est maintenue à 1.Puis lorsque l'état global du compteur est 0000 0000, N impulsions d'horloge ont été décomptées et envoyées en sortie sur 38; le circuit 12 envoie alors un niveau logique O sur 34, ce qui fait apparaître un O en sortie des 2 portes ET 14 et 20. La sortie 38 passe alors à O et reste dans cet état, car l'impulsion d'horloge suivante est transmise à la bascule 16, laquelle mémorise le niveau 0 présent sur 24. Pour relancer une autre rafale, il faut que l'entrée 22 repasse à 0 pour permettre le chargement d'une nouvelle valeur de N. L'horloge 18 envoie constamment sur le conducteur 30 des impulsions, à une fréquen- ce suffisamment élevée (300KHz environ) pour permettre un calcul très rapide, de façon que la rafale soit terminée dans tous les cas avant l'envoi d'une nouvelle impulsion par le capteur de carburant consommé 18 de la figure 1. La figure 5 représente un mode de réalisation du circuit d'affichage de la figure 1. On utilise 3 compteurs BCD (décimal codé binaire) 10,72,14, montés en série; le résultat présent sur les sorties 32,34 et 36 dans le code BCD est transmis à 3 décodeurs BCD-7 segments 16 (dixiè mes), 18 (unités) 20 (dizaines). Un point décimal est constamment allumé entre les circuits 16 et 18. Le conducteur 24 reçoit du contrôleur de séquences l'ordre de REMISE A ZERO avant l'envoi de chaque rafale. La figure 6 represente un mode de réalisation du circuit de con trône de sequences utilisé à la figure 1. 3 circuits de retard 10,12 et 14 sont utilisés pour effectuer successivement les 3 fonctions suivantes: REMISE A ZERO du circuit d'affichage, envoi de la rafale, REMISE A ZERO du comptabilisateur de carburant consommé. Le front descendant i produit par le compteur de distance est envoyé dans l'entrée 16 du contrO- leur de sequences à l'issue de chaque 100 mètres. Le front descendant commande le premier circuit de retard 10, lequel produit sur la sortie 18 une impulsion (18). Le front montant de cette impulsion (18) realise la REMISE A ZERO du circuit d'affichage, le front descendant de la même impulsion (18) commande le deuxième circuit de retard 12, lequel produit sur la sortie 20 une deuxième impulsion (20).Cette impulsion (20) réalise l'ordre d'envoi de la rafale. Le front descendant de cette deuxième impulsion (20) commande le troisieme circuit de retard 14, lequel produit sur la sortie 22 une troisième impulsion (22). Le front montant de cette troisième impulsion (22) réalise la REMISE A ZERO du circuit comptabili sateur d'unités de carburant consommées. Soient t1,t2,t3 les largeurs des impulsions (18), (20), (22) présentes successivement sur les sorties 18, 20,22. Les 3 circuits de retard doivent etre réglés de telle manière que la somme tl+t2+t3 soit inférieure dans tous les cas a la durée minimale séparant l'envoi de 2 signaux consécutifs par le capteur de carburant consommé.Le circuit de retard 12 doit d'autre part être réglé de telle sorte que t2 soit suffisamment grand pour que le nombre N maximal d'impulsions (255) puisse être envoyé.A titre inaicatif, pour une plage de mesure allant de O à 251/100Km pour un véhicule roulant à 100Km/H (cela est largement suffisant dans la plupart des cas), on pourra prendre t1+t2tt3 inférieur à 0.01 sec; ti et t3 inférieurs à 1 millisec; t2 compris entre 1 et 2 millisec, ce qui permet l'envoi de 255 impulsions. On rappelle que ces 255 impulsions sont envoyées à la fréquence d'environ 300KHz: la rafale la plus longue est ainsi envoyée en moins de 1 millisec. Un schéma complémentaire représente en détail la séquence des signaux. 16 est le signal issu du comptabilisateur de distance (1 impulsion par 100 m parcourus). 18 est la REMISE A ZERO du circuit d'affichage. 20 est l'ordre d'envoi de la rafale. 22 est la REMISE A ZERO du comptabilisateur d'unités de carburant consommées. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation représenté et décrit qui ne l'a été qu'à titre d'exemple. il appartiendrait au technicien d'y apporter de nombreuses modifications sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. RSVESDICATI0NS 1) Procédé permettant de calculer et d'afficher à chaque instant la consommation instantanée en carburant d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il consiste à: compter les signaux issus d'un capteur de carburant consommé dans un compteur B, cci sur une distance étalon donnée parcourue par le véhicule; générer, à l'issue de la distance étalon une rafale d'impulsions dont le nombre N représente le contenu du compteur B à cet instant. 2) Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape de détermination de la distance étalon consiste à comptabiliser les signaux issus d'un capteur magnétique de distance dans un compteur A à capacité limitée; ce compteur A délivre une impulsion à chaque fois que sa capacité maximale est atteinte, c'est à dire que la distance étalon est parcourue. 3) Procédé suivant la revendication 2, caractérisé sn ce que la capacité limitée du compteur A de distance représente la distance étalon sur laquelle est comptée la consommation. 4) Appareil calculateur de consommation en carburant d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier compteur A à capacité limitée connecté à une source de signaux issus d'un capteur de distance et un second compteur B connecté à une source de signaux issus d'un cap- teur de carburant consommé; un générateur de rafales d'impulsions, et un système d'affichage, tous ces appareils fonctionnant sous le contre d'un circuit de séquences. 5) Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la source de signaux donnant la distance parcourue est un capteur magnétique de proximité pouvant se placer sur le compteur de vitesse du véhicule sans nécessiter de branchements mécaniques, et délivrant une impulsion par unité de distance parcourue. 6) Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la source de signaux donnant le carburant consommé est un capteur de proximité placé sur la pompe à carburant, ou sur une mini-roue à aubes (calculee pour réaliser la précision voulue) placée sur le trajet du carburant et entrainé par celui-ci; ou un débitmètre; ou une capsule à dépression suivie d'un convertisseur analogique-numerique. 7) Appareil suivant la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comprend un générateur de rafales d'impulsions constitue par des circuits decompteurs programmables montés en séries en nombre suffisant de manière à pouvoir être prépositionns å tout nombre contenu dans le compteur B, et connectes en parallèle sur les sorties de ce compteur B. 8) Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit de contrôle des séquences comprend 3 circuits de retard montés en cascade; le premier est commandé par une impulsion issue du compteur A à chaque fois que la distance étalon est parcourue; ce premier circuit de retard commande le deuxième, lequel commande à son tour le troisième. 9) Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les 3 circuits de retard contrent successivement et dans tordre la remise à zéro du système d'affichage, puis la commande du générateur de rafales, puis la remise à zéro du compteur d'unités de carburant consommé. jo) Appareil suivant la revendication 4 caractérisé en ce que d'une part la précision du résultat et l'unité dans laquelle est représenté celui-ci peuvent être choisies en choisissant convenablement la distance étalon et l'unité de carburant consommé; autre part la plage de mesure de la consommation en carburant peut etre choisie en choisissant convenablement la capacité du comptabilisateur d'unités de carburant consommées, la capacité du générateur de rafales ainsi que la fréquence de son horloge, enfin les réglages des circuits de retard. Le choix de la précision du résultat permet de réaliser, moyennant un traitement convenable des si- gnaux disponibles en sortie du générateur de rafales, un asservissement de la vitesse du véhicule à une consommation inférieure ou égale à une consommation que l'on s'est fixée.