Brevet FR2532421A1 — publié le 19840302

La présente invention concerne la mesure de la consomma- tion en carburant d'un moteur Plus précisément, elle concer- ne un procédé et un appareil de mesure de la consommation en carburant d'un moteur qui comprend un circuit d'alimentation, disposé entre un réservoir de carburant et'le moteur, et un circuit de retour de carburant excédentaire du moteur au réser- voir On connart déjà des procédés et des appareils de mfiesure de la consommation de carburant des moteurs En effet, une telle mesure présente un intérêt indéniable pour les bureaux d'études qui travaillent sur les moteurs thermiques En outre, il est très souhaitable que cette consommation puisse être suivie car elle est représentative des conditions de fonctionnement d'un véhicule Par exemple, dans une flotte de poids lourds, une saine gestion des transports, nécessite la connaissance des g stion consommations afin que cette / puisse être optimisée Il faut cependant noter que, mgme dans le cas d'un véhicule automobile particulier, la connaissance de cette consommation est très souhaitable. On connait déjà un appareil de mesure de la consommation en carburant d'un moteur thermique comprenant un débitmâtre dans un circuit d'alimentation du moteur et un autre débit- mètre dans le circuit de retour du carburant vers le réservoir. Les appareils connus sont peu précis car ils donnent des indications variables avec la température O En outre, les va- leurs obtenues ne sont pas très reproductibles dans le cas des très faibles débits, de l'ordre de quelques centimètres cubes un par seconde, correspondant au débit consommé par/véhicule auto- mobile Les appareils connus -posent aussi un problème de dégazage étant donné que les mesures sont le plus souvent perturbées par la présence de bulles Ainsi, certains appareils nécessitent des débits très élevés de carburant et l'utilisa- tion d'un réservoir sous pression L'invention concerne un procédé et un appareil de mesure de la consommation mettant aussi en oeuvre un débitmètre dans le circuit d'alimentation et un autre débitmètre dans le circuit de retour Selon l'invention, chaque débit est compensé en fonction de la tarngérature du carburant, et le cas échéant, de la variation / indications données par le débitmètre en fonction de la température La comparaison des deux débits, après compensation, donne un signal représentatif du débit réel consommé, avec une très grande précision En outre, la compensation et le calcul du débit consomme sont avantageusement effectués par un microordinateur convenablement programmé Plus précisément, l'invention concerne un appareil de mesure de la consommation de carburant d'un moteur thermique ce moteur étant du type qui comporte un circuit d'alimentation en carburant, placé entre un réservoir et le moteur et comprenant une pompe de carburant, et un circuit de retour de carburant du moteur vers le réservoir; selon l'invention, l'appareil comporte -un premier débitmètre volumique ayant une plage de mesure comprenant de faibles débits, de l'ordre de quelques centimètres cubes parseconde ou plus, monté dans le circuit d'alimentation en carburant et destiné à former un premier signal de débit, -un second débitmètre volumique ayant une plage de mesure comprenant de faibles débits de l'ordre de quelques centimè- tres cubes par secondeou plus, monté dans le circuit de retour et destiné à former un second signal de débit, -un premier capteur de température, associé au premier débit- mètre et destiné à former un premier signal représentatif de la température du carburant dans le premier débitmètre -un second capteur de température associé au second débit- mètre et destiné à former un second signal représentatif de la température du carburant dans le second débitmètre -un dispositif destiné à compenser le premier ou le second signal de débit au moins en fonction des signaux de tempéra- ture des deux capteurs, le dispositif de compensation formant ainsi des signaux compensés de débits volumiques,et -un dispositif de combinaison destiné à recevoir les-deux signaux compensés de débits et à former un signal de débit consommé. Il est avantageux que les deux débitnètres soient d'un type compensé en température, si bien que, dans toute la plage prévue de température du carburant, un même signal de débit volumique est représentatif d'un même volume de carbu- rant, et le circuit de compensation des signaux de débit compense ceux-ci en fonction des variations de masse volumi- que apparente du carburant avec la température. Il est alors avantageux que les débitmètres soient de type volumétrique à roues élliptiques, comprenant un bottier et deux roues mobiles dans celuici, les roues et le bottier étant formés de matières identiques-ou différentes, ayant sensi- blement le même coefficient de dilatation thermique dans toute la plage prévue de température du carburant. Dans une variante, les débitmêtres sont d'un type qui n'est pas compensé en température, si bien qu'un même signal de débit est représentatif d'un volme qui varie avec la tempé- rature dans la plage prévue de température du carburantcette variation correspondant à une courbe d'étalonnage du débit- mètre; le dispositif de compensation des signaux de débit compense alors ceux-ci en fonction d'une part de la courbe d'étalo"nage et d'autre part des variations de la masse volu- mique apparente du carburant avec la température. Il est avantageux que le-dispositif de compensation et le dispositif de combinaison soient sous forme d'un micro- ordinateur programmé, spécifique à l'appareil de mesure de la consommation ou au contraire d'un type déjà utilisé pour d'au- tres fonctionsnotamment dans un véhicule automobile. L'appareil comporte avantageusement un dispositif indica- teur du débit consommé Celui-ci peut être par exemple un dispositif d'affichage ou un dispositif d'enregistrement. L'invention concerne aussi un procédé de mesure de la consommation en carburant d'un moteur thermique, du type qui comprend un circuit d'alimentation en carburant comportant une pompe qui transmet du carburant d'un réservoir au moteur, et un circuit de retour de carburant du moteur vers le réservoir. Ce procédé comprend: O -la formation d'un signal représentatif du débit volumique du carburant dans le circuit d'alimentation, -la formation d'un premier signal de température représen- tatif de la température du carburant dans le circuit d'alimen- tation, -la formation d'un signal de débit compensé en fonction des variations de la masse volumique du carburant avec la tempéra- ture, -la formation d'un signal représentatif du débit dans le circuit de retour, -la formation d'un second signal de température représenta- tif de la température du carburant dans le circuit de retour, -la formation d'un signal de débit compensé en fonction des variations de la masse volumique du carburant avec la température, et -la combinaison des signaux compensés de débit avec forma- tion d'un signal de consommation de carburant, et l'indica- tion de la consommation à partir de ce signal La formation des signaux représentatifs du débit volumique de carburant, dans le circuit d'alimentation comme dans le circuit de retour, comprenden variante et pour chaque signal, la formation d'un signal de débit tel qu'une même valeur du signal est représentative d'un volume qui varie av ec la tempéra- ture, dans la plage prévue de température du carburant, suivant une courbe d'étalonnage, et la correction du signal de débit en fonction de la courbe d'étalonnage afin qu'une même valeur du signal corrigé corresponde à un même débit volumique dans toute la plage prévue de variation de la température du carbu- rant Dans ce cas, la compensation des variations de la masse volumique apparente du carburant avec la température est réalisée sur ces signaux corrigés/de préférence. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la descriptionqui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est un schéma d'un appareil de mesure de la consommation d'un mo- teur thermique, réalisé selon l'invention. Sur la figure, la référence 10 désigne un moteurdu type à injection qui est muni d'injecteurs 12 Ceux-ci reçoivent du carburant provenant du réservoir 14 par l'intermédiaire d'un circuit 16 d'alimentation Celui-ci comprend successive- ment, à partir du réservoir 14,un filtre 18 et une pompe 20, De manière connue, celle-ci peut être munie d'un dispositif 21 de chauffage, notamment lorsque le moteur 10 est un moteur diesel. Un circuit 22 de retour transmet l'excès du carburant parvenant aux injecteurs 12 vers le réservoir 14. Selon l'invention, deux débitmètres 24,26 sont disposés l'un dans le circuit 16 d'alimentation et l'autre dans le cir- cuit 22 de retour Ces débitmètres comportent chacun deux roues elliptiques 28 qui tournent dans un bottier étanche. Un codeur 30 transmet par exemple une impulsion à chaque tour des roues 28 et constitue donc un capteur de débit volumique. Les impulsions du codeur 30 parviennent par une ligne 32 à un circuit 34,décrit plus en détail dans la suite du présent mé- moire Chacun des deux débit-mètres 24,26 est muni d'un capteur 36 de température Le capteur est au contact du bottier du débitmêtre et, étant donné que ce boîtier est formé d'une matière qui conduit bien la chaleur, par exemple un alliage moulé d'aluminium, le signal de chaque capteur 36 est représen- tatif de la température du carburant qui circule dans le débit- mètre associé Les signaux des capteurs 36 parviennent aussi par des lignes 38 aux circuits précités 34. Selon une caractéristique très avantageuse de l'invention, les roues elliptiques 28 et le boîtier de chaque débitmètre 24,26 ont un même coefficient de dilatation thermique. Cette caractéristique est très utile car elle assure pratique- ment la compensation en température du débitmètre Plus préci- sément, une même valeur indiquée par le débitmètre a des températures différentes représente un même débit volumique. Cette caractéristique très avantageuse n'existe pas actuellement dans les débitmètres connus de ce type Par exemple, lorsque le bottier est formé d'un alliage moulé d'aluminium,les roues elliptiques 28 peuvent être formées d'une résine alkyde ou d'un 6 2532421 polyester armé de fibresde verre Bien entendu, les hommes du métier peuvent facilement choisir un couple de matières ayant un même coefficient de dilatation thermique pour la réalisation de tels débitmètre S En outre, les roues elliptiques et le bottier peuvent aussi être formés éventuellement d'une même matière Le circuit 34 reçoit donc des signaux représentatifs du débit volumique dans le circuit d'alimentation 16 et dans le circuit de retour 22, ainsi que des signaux représentatifs des températures du carburant dans les deux circuits Ce cir- cuit 34 est en fait un microordinateur convenablement programmé. Il joue donc le rôle d'un circuit de combinaison de signaux, de compensation et de calcul Plus précisément, le circuit 34 compense le signal de débit provenant de chaque débitmètre en fonction de la température du carburant En effet, la masse volumique apparente du carburant varie beaucoup avec la température et un débit volumique correspond donc à des quantités différentes de carburant Lorsqu'il a ainsi compensé chacun des signaux de débit, le circuit 34 les soustrait et détermine ainsi la valeur du débit consommé Un dispositif indicateur 40 peut afficher cette valeur. Il n'est pas indispensable, selon l'invention, que les débitmètres 24 et 26 soient d'un type compensé en températu- re Dans une variante, les débitmètres donnent un signal de débit qui correspond à un volume variable lorsque la tempéra- ture varie Cependant, cette variation de volume peut être déterminée préalablement sous forme d'une courbe d'étalonnage. Dans ce-cas, le circuit 34, lorsqu'il reçoit le signal de débit d'un codeur 30, commence par le corriger d'après la courbe d'étalonnage du débitmètre 7 Cette valeur corrigée subit ensuite la compensation en fonction de la variation de la masse volumique avec la température indiquée par le capteur associé Dans-ce cas, le circuit 34 effectue simplement une opération supplémentaire de correctio/des informations qu'il reçoit. 7 2532421- Le signal formé par le circuit 34 peut être de différents types Il peut s'agir d'une consommation horaire, d'une consommation instantanée ou d'une consommation ramenée à une valeur de référence, par exemple une consommation au cent kilomètres Le circuit 34 de calcul dispose de toutes les informations nécessaires à cet effet et il suffit qu'il soit programmé pour donner le résultat sous toute forme vou- lue, Bien entendu, ce circuit 34 peut en outre effectuer d'autres calculs tels que des moyennes, des valeurs cumulées, etc Le signal formé par le circuit 34 peut être simplement affiché ou il-peut être enregistré Il peut aussi être utilisé pour la commande automatique d'un appareillage quelconque Bien entendu, on ne décrit pas en détail un tel microordinateur étant donné qu'il est réalisé d'une ma- nière bien connue des hommes du métier, avec un micro- processeur, des mémoires actives et passives, des circuits d'entréesortieetc La description qui précède concerne un appareil de mesure de la consommation de carburant d'un moteur à injection. Cependant, l'invention s'applique aussi aux moteurs à alimenta- tion par carburateur, dans la mesure o le circuit d'alimenta- tion est associé à un circuit de retour De tels moteurs peuvent être montés par exemple sur des véhicules terrestres tels que des véhicules automobiles particuliers ou sur des poids lourds Cependant, l'application de l'invention n'est pas limitée aux véhicules terrestres et elle convient en particulier à la mesure de la consommation des moteurs marins, notamment sur les bateaux et navires de pêche L'appareil et le procédé selon l'invention présentent de nombreux avantages D'abord, les résultats obtenus sont très précis On constate en pratique que la consommation est déterminée avec une précision de l'ordre du millième. L'appareil est très simple car il ne comporte que deux débitmètre associés au circuit de calcul L'ensemble peut être peu encombrant et inviolable La simplicité des débit- mètres permet en outre la réalisation de l'appareil à un faible coût, bien inférieur à celui des débitmètres ac- tuellement connus. 2532-421 REVENDICATIONS 1 Appareil de mesure de la consommation de carburant d'un moteur thermique, ce dernier étant du type qui comprend un-circuit ( 16) d'alimentation en carburant, placé entre un réservoir ( 14) et le moteur ( 10) et comprenant une pompe ( 20) de carburant, et un circuit ( 22) de retour de carburant du moteur ( 10) vers le réservoir ( 14), caractérisé en ce qu'il comprend: -un premier débitmàtre volumique ( 24) ayant une plage de mesure comprenant de faibles débits, monté dans le circuit d'alimentation en carburant et destiné à former - un premier signal de débit, -un second débitmètre volumique ( 26) ayant une plage de mesure comprenant de faibles débits, monté dans le circuit de retour et destiné à former un second signal de débit, -un premier capteur de température ( 36) associé au premier débit mètre ( 24) et destiné à former un premier signal représentatif de la température du carburant dans le pre- mier débit mètre -un second capteur de température ( 36) associé au second débitmètre ( 26) et destiné à former un Second signal représentatif de la température du carburant dans le second débitmètre, - un dispositif ( 34) destiné à compenser le premier ou le second signal de débit au moins en fonction des signaux de température des deux capteurs, le dispositif de compensa- tion formant ainsi des signaux compensés de débit volumique, et -undispositif ( 34) de combinaison destiné à recevoir les deux signaux compensés de débit et à former un signal de débit consommé 2 Appareil selon la revendication l,caractérisé en ce que les deux débitmètres ( 24,26) sont d'un type compensé en tempé- rature tel que, dans toute la plage prévue de température du carburant, un même signal de débit volumique est représentatif d'un même volume de carburant, et le circuit ( 34) de compensa- tion des signaux de débit compense ceux-ci en fonction des variations de la masse volumique apparente de carburant avec la température. 3 o Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les débitmètres ( 24,26) sont de type volumétrique à roues elliptiques ( 28), comprenant un bottier et deux roues elliptiques tournant dans celui-ci, et les roues et le bottier sont formés de matières ayant sensiblement le même coefficient de dilatation thermique dans toute la plage prévue de température du carburant. 4 Appareil selon la revendication l,caractérisé en ce que les debitmètres ( 24,26) sont d'un type qui n'est pas compensé en température et tel qu'un même signal de débit est représentatif d'un volume qui varie avec la température dans la plage prévue de température du carburant, cette variation correspondant à une courbe d'étalonnage de chaque débitmètre, et le dispositif ( 34) de compensation des signaux de débit compense ceux-ci en fonction d'une part de la courbe d'étalonnage et d'autre part des variations de la masse volumi- que apparente du carburant avec la température. 5 o Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes e caractérisé en ce que le dispositif de compensa- tion et le dispositif de combinaison sont sous forme d'un micro- ordinateur programmé ( 34) 6 Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dis- positif ( 40)indicateur du débit consommé et destiné à recevoir le signal de débit consommé du circuit ( 34) de combinaison. 7 Appareil selon la revendication 6,caractérisé en ce que le dispositif indicateur ( 40)est choisi dans le groupe qui comprend les dispositifs d'affichage et les dispositifs d'enregistrement. 8.Procédé de mesure de la consommation de carburant d'un moteur thermique ( 10) du type qui comprend un circuit ( 16) d'alimentation en carburant comportant une pompe ( 20) qui transmet du carburant d'un réservoir ( 14) au moteur ( 10) , et un circuit ( 22) de retour du carburant du moteur ( 10) au ré- servoir ( 14), caractérisé en ce qu'il comprend: -la formation d'un signal représentatif du débit volumique de carburant dans le circuit d'alimentation ( 16), -la formation d'un premier signal de température représen- la tatif de/température du carburant dans le circuit d'ali- mentation ( 16), -la formation d'un signal de débit compensé en fonction des variations de la masse volumique du carburant avec la température, -la formation d'un signal représentatif du débit volumique- du carburant dans le circuit de retour ( 22), -la formation d'un second signal de température représenta- tif de la température du carburant dans le circuit de retour ( 22), -la formation d'un second signal de débit compensé en fonc- tion des variations de la masse volumique du carburant avec la température, et -la combinaison des signaux compensés de débit avec forma- tion d'un signal de consommation de carburant, et l'indica- tion de ce signal de consommation de carburant. 9 Procédé selon la revendication 8,caractérisé en ce que la formation d'un signal représentatif du débit volumique dans le circuit d'alimentation ( 16) et la formation d'un signal représentatif du débit volumique dans le circuit de retour ( 22) comprennent: -la formation d'un signal de débit tel qu'une même valeur du signal est représentative d'un volume qui varie avec la température dans la plage prévue de température du carbu- rant suivant une courbe d'étalonnage, et -la correction du signal de débit en fonction de la courbe d'étalonnage de manière qu'une même valeur du signal corrigé corresponde à un même débit volumique dans toute la plage prévue de variation de la température du carburant. Procédé selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la combinaison des signaux compensés de débit est une soustraction de ces signaux.