Brevet FR2518284A1 — publié le 19830617

La présente invention se rapporte à un dispo- sitif indicateur de consommation de combustible, des- tiné à fournir une information suffisante dans chaque situation de circulation pour que l'usager puisse adap- ter le mode de conduite du véhicule à l'utilisation la plus rationnelle de l'énergie en fonction de son plan de voyage. La crise mondiale de l'énergie a imposé à tous les secteurs de l'économie une amélioration des rendements des processus de transformation de l'énergie et une utilisation rationnelle de l'énergie en vue d'éviter les gaspillages, La crise affecte encore plus les transports en général et le transport automobile en particulier 2 en raison de la dépendance pratiquement totale de ces transports vis-à-vls du pétrole et des combustibles lîï quides, qui sont tous co teux et rares L'industrie au- tomobile a accepté le défi 5 nergétique et elle est actu ellement en pleine restructuration et vise à créer des véhicules de plue en plus sobres en ce qui concerne la consommation d'énergie. Néanmoins, la nécessaire capacité d'adapta- tion de l'automobile, qui lui permet de faire face aux différentes situations de circulation et aux différen- tes configurations de l'infrastructure, se traduit par le fait que la liberté dont le conducteur dispose peut entraîner des consommations d'énergie supérieures de % ou plus à ceux que le développement technique a permis d'obtenir. Cette particularité fait qu'il est très sou- haitable d'introduire dans le tableau de bord du véhi- cule une nouvelle information qui, se présentant sous une forme claire et simple, permette au conducteur d'adapter son mode de conduite à la meilleure utilisa- tion rationnelle du combustible, dans les limites de son plan de voyage, en évitant les gaspillages d'éner- gie qui se produirait involontairement à défaut de cet- te information. L'invention apporte à ce problème une solu- tion originale présentant un très grand intérêt pour la communauté. Jusqu'à présent, lorsqu'on cherchait à réali- ser un dispositif capable d'indiquer la consommation de combustible dans les véhicules automobiles, on avait recours à des dispositifs dont l'utilisation était com- plexe en raison de la multiplicité des fonctions, qui présentaient une grande difficulté d'observation, en raison du fait que les informations étaient présentées sous forme numérique, ce qui exigeait de la part du conducteur une attention soutenue et par conséquent dangereuse; ces dispositifs présentaient une utilité relativement médiocre, parce qu'ils présentaient des informations analogiques sur des échelles absolues qui ne tiennent pas compte des différentes situations de la circulation, du mode et du plan de conduite, et qu'ils se basaient sur des mesures indirectes de la consomma- tion, du type par dépression, etc. Aucun des dispositifs déjà connus ne vise à fournir au conducteur les références correctrices qui lui permettraient de s'adapter à une conduite basée sur des niveaux appropriés pour le type de circulation, de sorte qu'ils exigent constamment de la part du conduc- teur le choix du mode de conduite sans lui donner de connaissance particulière du niveau possible. Le principal but de l'invention est de four- nir au conducteur l'information de la consommation ins- tantanée du combustible de son véhicule grâce à un dis- positif qui prend en compte les différentes situations de la circulation, le plan de conduite et les effets anticipés du régime du moteur, tout ceci en veillant particulièrement à ne demander au conducteur que le mi- nimum d'attention afin d',éviter les distractions dange- reuses. La présente invention est applicable à tous les types de véhicules, dans les limites des régimes et prestations normaux du fonctionnement, avec optimisa- tion par adaptation à chaque type de véhicule. Pour cela, le dispositif traite: 3 situations de circulation différentes, appelées la circulation en ville ou encombrée, la circulation sur route ou normale et la circulation sur autoroute ou li- bre, ces situations devant être sélectionnées par le conducteur, 3 niveaux de consommation, basse, normale ou élevée, qui sont fonction du plan de voyage et duement corrigés par les effets anticipés de consommation au cours des changements de marche et de nombre de tours/minute y un signal acoustique d'excès de consommation une information de totalisation de la consommation avec mise à zéro et avec double origine de comptabili- sation. Pour présenter au conducteur les données du dispositif objet de l'invention, l'information se pré- sente sous la forme de: une échelle analogique qualitative non absolue, avec indicateurs lumineux, sur laquelle est présentée ins- tantanément l'information de consommation en ville, sur route ou sur autoroute; un bouton sélecteur de MODE de conduite, en ville, sur route ou sur autoroute, avec indication correspon- dante de la présélection sous une forme lumineuse, et avec les indicatifs VI RO AU ES respectivement; des niveaux de valeur relative de la consommation dans chaque échelle, au moyen de voyants lumineux de couleur verte, jaune ou rouge, qui servent à indiquer le niveau bas, moyen ou élevé, correspondant Un signal acoustique de la limite maximum dans les échelle de route RO et d'autoroute AU; une indication sur affichage numérique des consomma- tions accumulées en litres à partir de deux origines distinctes et avec possibilité de mise à zéro. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est un schéma bloc relatif aux éléments constitutifs qui interviennent dans l'incorpo- ration de l'invention dans un véhicule automobile; la figure 2 est un schéma bloc relatif aux sous-ensembles électroniques qui constituent le dispo- sitif d'information énergétique; la figure 3 représente un tableau d'instru- ments d'un véhicule automobile équipé des éléments ca- pables d'informer le conducteur des consommations en fonction des différentes situations de circulation, de mode et de plan de conduite; la figure 4 est un schéma bloc relatif aux éléments constitutifs qui interviennent-dans l'incorpo- ration de l'invention sous la forme d'un jeu d'éléments dans un véhicule automobile. Sur les figures des dessins, les lignes en double trait représentent des conduits de combustible et les lignes à simple trait représentent des con- nexions électriques. La figure 1 représente l'ensemble des dispo- sitifs incorporés dans l'invention, ainsi que leurs re- lations avec les éléments classiques correspondants d'un véhicule automobile, et qui sont différents des sous-ensembles de base. D'une part, dans le circuit de détection de la consommation, le combustible stocké dans un réser- voir 1 est refoulé par un dispositif de pompage 2 et il parvient à travers un filtre à combustible 3 à un cap- teur de combustible 4 qui comporte deux sorties, dort l'une pour l'envoi du combustible au moteur 5 et l'au- tre pour le retour du combustible au réservoir 1 Le capteur de consommation 4 prend uniquement en compte de combustible effectivement consommé par le moteur 5. D'un autre coté, le circuit électronique 6 reçoit les informations issues d'un capteur de consom- mation 4, d'un capteur 7 de régime du moteur et éven- tuellement d'un capteur de distance 8 Ce circuit com- porte également ufine ligne dle position 9, une ligne de contact 10 et d'autres lignes qui sont issues d'une commande manuelle 11 munie de touches. L'information élaborée par le circuit e 6 lec- tronique 6 se présente à l'usager par l'intermédiaire de l'indicateur 12 qui peut être incorporé ou non dans le tableau de bord Tout ce circuit est alimente élec- triquement par l'accumulateur 13 du véhicule. La figur 2 'montre l'ensemble des dispositifs du circuit électronique 6 et de ses éléments ddinterac- tion. Dans un bloc de commande d'alimentation 14, qui est en relation avec la source d'alimentation 15, parviennent la ligne de l'accumulateur 13, la ligne de contact 10, cependant que, des deux blocs, partient les moyens servant pour l'alimentation des unites de traie tement 16, d'en*tres 17, de puissance 18 et de l'unité horaire 19 éventuellement présente. La commande d'alimentation 14 est actives par la ligne de contact 10, en provoquant l'entrée en ser- vice du dispositif, avec illumination de l'indicateur 20, et maintient des informations relatives aux consom- matiots TOTALE et PARTIELLE, ainsi que du dernier MODE présélectionné. D'un autre côté au moyen de l'unité d'en- trées 17, les informations provenant des capteurs de consommation 4, de régime du moteur 7 et de distance 8, qui sont transmises sous-la forme d'impulsions de fré- quence proportionnelle à la consommation de combusti- ble, au régime du moteur et à la distance parcourue, ainsi que la ligne de position 9 et les lignes de la commande manuelle 1 i équipée des touches MODE, TOTALE et PARTIELLE et de mise à l'heure de l'uni-té horaire 19 éventuellement présente, pour les transférer à l'unité de traitement 16. I'unité de traitement 16 comprend un micro- calculateur spécial qui, en se basant sur les informa- tions fournies par l'unité d'entrées 17 et par l'unité horaire 19 éventuellement présente, élabore et présente sur l'indicateur 20, à travers l'unité de puissance 19, une échelle analogique lumineuse comprenant une infor- mation de consommation instantanée sur la base des si- tuations de circulation, de mode et de plan de conduite qui offre un spectre de zones de consommation basse, moyenne ou élevée, à l'aide de couleurs différentes, verte, jaune et rouge, un affichage numérique à trois ou quatre chiffres, qui contient une information quan- titative de la consommation accumulée avec deux origi- nes de mesure TOTALE et PARTIELLE, jusqu'à 999 et 99,9 litres respectivement, et éventuellement une indication horaire L'unité de traitement 16 agit sur un signal acoustique, non représenté sur les dessins; qui agit de façon intermittente et correspond à un excès de consom- mation. La sélection du type de circulation-s'effec- tue au moyen de la touche MODE qui fait partie de la commande manuelle 11 et qui, lorsqu'elle est pressée en permanence, présente cycliquement dans l'indicateur 20 la séquence Vi ou circulation encombrée, RO ou circula- tion normale, AU ou circulation libre et HS ou mise hors service de l'échelle analogique, tandis que, par une pression brève, on fait apparaître temporairement dans l'indicateur 20 le dernier MODE présélectionné. La signalisation TOTALE-PARTIELLE est obtenue à l'aide de touches correspondantes qui appartiennent a la commande manuelle il; en réponse à une pression brave, cette signalisation présente le paramètre sélec- tionn 6 tandis que, en réponse à une pression prolongée, le paramètre se remet à zéro. La signalisation horaire est obtenue à l'aide de touches qui appartiennent à la commande manuelle 11 et permettent à leur tour la mise à l'heure correspon- dante. La signalisation de consommation instantanée donnée sur l'6 chelle analogique de l'indicateur 20 est élaborée par l'unit 6 de traitement 16 à partir de l'in- formation provenant du capteur de consommation 4, cette information étant convenablement corrigée en fonction de l'information provenant du capteur 7 de régime du moteur pour l'anticipation des consommations. La ligne de position 9 sert à atténuer la lu- minosité de l'indicateur 20 pour la conduite de nuit. La figure 3 représente à titre d'exemple une forme pratique de réalisation d'un tableau d'instru- ments dans lequel a été incorporé l'indicateur 20, qui comprend une échelle analogique lumineuse 21, formée de diodes électroluminescentes réparties en trois gam- mes de voyants 1, II et III, avec des couleurs verte, jaune et rouge qui signalent respectivement les tendan- ces de consommation basse, moyenne ou élevée le cadran 22 comporte trois ou quatre chiffres pour indiquer les litres de combustible accumulés, donner une indication horaire, une indication des modes prés 1 lectionnés, etc La figure 4 représente schématiquement la disposition du dispositif pour son incorporation dans un véhicule automobile sous la forme d'un jeu d'6 l- ments à monter et qui est essentiellement caractérisée par le fait que l'indi:cateur 20 n'est pas incorporé dans le tableau d'instruments 23 et qu'il peut eêre au S contraire monté dans n'importe quelle zone du tableau de bord de manière à être visible pour le conducteur. Tia commande manuelle Il peut également être incorporée ou non incorporée dans l'indicateur 20. Les avantages que la présente invention ap- porte comparativement aux indicateurs de consommation qui sont actuellement connus sont les suivants: elle appartient à la famille d'indicateurs dont le principe de détection est basé sur un débitmètre agencé dans la canalisation d'alimentation de combustible, de sorte que l'information n'est pas comparable aux autres systèmes qui se basent sur la mesure de la dépression du collecteur d'admission, sur les indications du tachymètre ou sur des combinaisons de ces deux indica- tions, etc La mesure exacte fournie par le débitmètre est convenablement corrigée par les indications du ré- gime du moteur, pour tenir compte des consommations réelles résultant des manoeuvres de changement de mar- che et de changement de nombre de tours/minute, avant que les accroissements de consommation ne se produi- sent. L'échelle de l'indicateur est analogique, lu- mineuse, qualitative, non absolue, de manière à fournir des données relatives de consommation pour les diffé- rents modes de conduite, sous une forme visuelle ins- tantanée, sans présenter de chiffres inutiles qui exi- geraient du conducteur une attention dangereuse. Sur la même échelle apparaissent les trois zones de consommation sélectionnées qui correspondent à des situations réelles de circulation en ville, sur route et sur autoroute Etant donné que les valeurs de la consommation sont différentes dans ces trois situa- tions, on obtient des échelles utiles et adaptées aux différents cas, avec le minimum d'erreurs et le maximum de visibilité, les indications étant complétées par l'avertisseur acoustique de consommation maximum. Dans les limites de chaque échelle, se trou- vent des zones de consommation basse, normale et éle- vée, qui sont matérialisées par des voyants colorés, de sorte que le conducteur peut ainsi sélectionner la con- sommation la plus rationnelle pour son plan de voyage. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif d'information énergétique tra- vaillant en fonction des différentes situations de cir- culation, du mode de conduite et du plan de conduite, applicable aux véhicules automobiles et qui comprend un capteur du débit de combustible qui est envoyé au mo- teur, un capteur qui mesure le nombre de tours/minute du moteur, une centrale microprocesseur, une unité de sélection et un indicateur qui fournit l'information désirée, caractérisé en ce que la centrale micropro- cesseur ( 16) est constituée par un microprocesseur spé- cial qui, sous-l'effet d'une présélection préalable des différentes situations de circulation, est agencé de manière à prévoir les consommations induites, en se ba- sant sur une double entrée de débit de combustible et de nombre de tours/minute du moteur, en fournissant à l'indicateur incorporé dans le tableau de bord du véhi- cule l'information préalablement choisie, particulière- ment qualitative, non absolue, instantanée et relative de différents niveaux de consommation, en dehors des fonctions normales de totalisation. 2 Dispositif suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le microprocesseur ( 16) comporte une adaptation spéciale, visant à analyser les situa- tions correspondantes, de circulation encombrée, norma- le ou libre, avec un signal de consommation excessive dans chacune de ces situations, une correction pour les consommations indiquées induites prévues en fonction du nombre de tours/minute du moteur et d'une indication de valeurs relatives de consommation entre différentes conditions de fonctionnment du véhicule, particulière- ment disposée dans des zones qui correspondent à des consommations respectivement basse, moyenne ou élevée pour les différentes situations de la circulation; et de moyens de réglage permettant de l'utiliser dans divers types de véhicules, le dispositif comportant, pour ces fonctions, une double entrée de débit de com- bustible et du nombre de tours/minute du moteur, et fournissant de même une indication de valeur quantita- tive de la consommation accumulée avec deux origines de mesure et mise à zéro pour chacune d'elles, de sorte qu'on peut obtenir au total un spectre instantané de la consommation pour chaque sélection demandée. 3 Dispositif suivant l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que l'unité de sé 1 ec- tion permet de sélectionner les situations de circula- tion encombrée, normale ou libre, et de mise hors ser- vice de l'indicateur ( 20), qui correspondent à des in- dicatifs respectifs, ainsi que de sélectionner le nom- bre de tours du moteur en vue de faire intervenir cette information dans l'indicateur ( 20) du dispositif d'in- formation, cependant que l'on peut également sélection- ner la visualisation de la consommation moyenne ou de l'heure dans ledit indicateur ( 20) et la mise hors ser- vice du signal acoustique de consommation excessive. 4 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'indica- teur ( 20) fournissant l'information au conducteur com- prend une échelle analogique qualitative, non absolue, à réponse instantanée, qui peut revêtir la forme d'une échelle à barres, et qui peut être adaptée aux disposi- tifs optoélectroniques à diodes électroluminescentes, à cristaux liquides ou à lampes à décharge dans un gaz etc, ou la forme de dispositifs à aiguille mobile, cette échelle montrant les valeurs relatives de la con- sommation dans deux circonstances de conduite, en four- nissant l'information des consommation qui correspon- dent à toutes les situations de circulation sélection- nées sur une même échelle, laquelle présente un spectre de zones correszprdant respectivement à une consomma- tion basse moyenne ou élevée, dans chaque situation de circulation, au moyen de couleurs distinctes, lumineu- ses ou non, verte, jaune et rouge respectivement, l'indicateur ( 20) étant dispose de manière à rassembler sur un écran numérique pouvant comporter jusqu'à quatre chiffres la situation de circulation sélectionnée, les consommations totalisées et, éventuellement, les con- sommations spécifiques et les indications horaires. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il peut être présente sous la forme d'un ensemble d'éléments et mon- té sous cette forme dans un véhicule quelconque, grâce au fait que la centrale microprocesseur, l'unité de sélection et d'indication possèdent les configurations correspondant aux modalités d'un ensemble compact et dans diverses combinaisons, de la façon qui permet d'obtenir le montage le plus rationnel et la plus gran- de facilité d'utilisation en fonction du type de véhi- cule, après préparation et ajustement de la centrale microprocesseur de la façon appropriée au véhicule.