Brevet FR2526539A1 — publié le 19831110

Procédé et dispositif de mesure du niveau de liquide dans un réservoir de véhicule. La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de mesure du niveau de liquide dans un réservoir de véhicule soumis à des mouvements désordonnés lors du roulement. Le volume de liquide dans un réservoir est une grandeur bien déterminée, éventuellement variable dans le temps. Par contre, le niveau du liquide par l'intermédiaire duquel se fait le plus souvent cette mesure de volume peut être soumis à des fluctuations parasites. Ce problème de fluctuations parasites du niveau de liquide se pose en particulier pour les jauges à carburant des véhicules automobiles, jauges qui sont toujours perturbées par les 1 i vibrations et clapots dus aux inégalités de la route, par les accélérations et décélérations horizontales et par les inclinai- sons résultant du profil de la route. Les jauges analogiques usuelles, qui sont généralement du type à flotteur et rhéostat, sont incapables de fournir une indication à la fois stable et précise au litre près, qui permettrait un affichage numérique de la valeur de la jauge, ainsi qu'éventuellement un traitement en vue de l'affichage de la consommation. Pour résoudre ce problème des fluctuations parasites, on a déjà proposé d'améliorer le capteur lui-même A titre d'exemple, on peut citer l'utilisation de jauges à fil chaud. Une autre suggestion consiste à utiliser un système à ultra- sons mesurant le vide d'air dans le réservoir Par ailleurs, on peut envisager de fixer le réservoir sur la carcasse du véhicule par des coussinets piézo-électriques mesurant direc- tement la masse du liquide dans le réservoir. Toutes ces solutions se traduisent, soit par une multi- plication des capteurs, soit par une modification de la dispo- sition mécanique du réservoir. La présente invention a pour objet un procédé et un dis- positif de mesure du niveau de liquide dans un réservoir de véhicule éliminant les fluctuations parasites auxquelles est soumis le niveau de liquide dans un réservoir de véhicule pour fournir ainsi une indication à la fois stable et précise permettant un affichage numérique du résultat de la mesure. Le procédé conforme à l'invention de mesure du niveau de liquide dans un réservoir de véhicule soumis à des mouvements désordonnés lors du roulement consiste à capter à chaque instant le niveau de liquide à l'aide d'une jauge de niveau analogique Les niveaux instantanés captés sont utilisés pour former une pluralité de valeurs moyennes en fonction de la distance parcourue par le véhicule Le résultat définitif de la mesure est déterminé à partir de ces valeurs moyennes. Le procédé conforme à l'invention est basé sur la consta- tation que les fluctuations parasites auxquelles est soumis le niveau de carburant dans un réservoir de véhicule sont de trois types. 51) Les vibrations et clapots dus aux inégalités de la route engendrent des fluctuations de fréquence élevée, de faible amplitude, de valeur moyenne nulle La fréquence de ces fluctuations est comprise entre environ 0,2 et 10 Hz. ) Les accélérations horizontales liées aux variations de vitesse du véhicule, notamment aux décélérations, sont de forte amplitude et présentent une longueur d'onde proportion- nelle à la distance de freinage La valeur moyenne est égale- ment nulle. ) Les inclinaisons qui dépendent du profil de la route ont une forte amplitude et présentent également une valeur moyenne nulle sur une grande distance. Les vibrations et clapots de fréquence élevée sont élimi- nés par un filtre passe-bas relié à la sortie de la jauge et recevant ainsi le signal de sortie analogique de la jauge. Les fluctuations dues aux accélérations horizontales et aux inclinaisons sont éliminées par filtrage en fonction de la distance parcourue. Afin de permettre, après un arrêt du véhicule, la pour- suite de la mesure sur la base des valeurs moyennes détermi- nées avant l'arrêt du véhicule, il est avantageux de sauve- garder à chaque arrêt du véhicule, un nombre déterminé de valeurs moyennes dans une mémoire en vue d'une mesure ulté- rieure. Le dispositif conforme à l'invention de mesure du niveau de liquide dans un réservoir de véhicule soumis à des mouve- ments désordonnés pendant le roulement du véhicule comprend un jauge analogique de niveau Un filtre passe-bas reçoit le signal de sortie analogique de la jauge Un convertisseur analogique/numérique transforme le signal filtré de jauge Un moyen est prévu pour générer une première moyenne des mesures sur une première distance franchie par le véhicule Un moyen est prévu pour générer une deuxième moyenne des valeurs des premières moyennes sur une deuxième distance franchie par le véhicule, supérieure à ladite première distance Un moyen de mémorisation est prévu pour stocker un nombre déterminé de valeurs des deuxièmes moyennes Un calculateur recevant des informations sur la distance parcourue par le véhicule est prévu pour tracer une droite moyenne à partir des valeurs des deuxièmes moyennes Un moyen est prévu pour l'affichage du résultat de la mesure sur ladite droite moyenne. La distance de freinage d'un véhicule étant rarement supérieure à 200 m, il est avantageux de choisir ladite pre- mière distance par exemple égale à 200 m Ladite deuxième distance servant de base pour l'établissement desdites deu- xièmes moyennes est, dans ce cas, avantageusement égale à 2 km L'établissement de la droite moyenne sur laquelle s'effectue la mesure est avantageusement établi sur les dix dernières valeurs des deuxièmes moyennes, ce qui correspond à une distance de 20 km Sur une telle distance, la valeur moyenne des inclinaisons dues au profil de la route est nulle. Le dispositif conforme à l'invention comprend enoutre, de préférence, un moyen pour éliminer les valeurs erratiques :)O des premières moyennes en fonction d'un écart type prédéter- miné, de préférence jusqu'à un maximum de deux valeurs, le moyen pour générer la deuxième moyenne à partir des valeurs des premières moyennes effectuant, dans ce cas, une deuxième moyenne corrigée sur les huit, neuf, ou dix valeurs conser- vées. De préférence, le dispositif conforme à l'invention comprend un moyen couplé avec le compteur de distance du véhicule pour agir, en fonction de la distance parcourue, sur les moyens de génération de la première moyenne et de la deuxième moyenne et sur le calculateur établissant la droite moyenne sur laquelle s'effectue la mesure. En se référant au dessin annexé, on va décrire ci-après plus en détail un exemple de réalisation illustratif et non limitatif de l'objet de l'invention; sur le dessin: la fig 1 est un schéma d'un mode de réalisation d'un dispositif de mesure de niveau suivant l'invention; la fig 2 est un graphique illustrant la détermination de la droite moyenne sur laquelle s'effectue la mesure; la fig 3 est un organigramme montrant les différentes phases du procédé suivant l'invention. Le dispositif de mesure de niveau illustré par la fig 1 1.5 comprend de façon connue une jauge de carburant composée d'un rhéostat 1 et d'un flotteur 2 portant un curseur 3, pour mesurer le niveau de carburant dans le réservoir 4 d'un véhi- cule automobile Le curseur 3 est relié directement à un filtre passe-bas 5 qui élimine, du signal analogique fourni par la jauge, les oscillations de fréquence élevée ( 0,2 à Hz) correspondant aux vibrations et clapots dus aux inéga- lités de la route Le filtre 5 est suivi d'un convertisseur analogique/numérique 6. A la sortie du convertisseur 6 est relié à un générateur de moyenne 7 commandé par les impulsions de déclenchement d'un générateur d'impulsions 8 couplé au compteur de distance du véhicule Sous la commande des impulsions du générateur d'impul- sions 8, le générateur de moyenne 7 établit une moyenne mi des mesures de niveau di sur une distance parcourue déterminée par le générateur d'impulsions 8 Cette distance supérieure à la distance de freinage maximale du véhicule est choisie par exemple à 200 m. La sortie du générateur de moyenne 7 est reliée à une unité 9 à laquelle est appliqué un écart-type t prédéterminé. 3.5 L'unité 9 élimine, parmi un certain nombre des moyennes mi, par exemple les dix dernières moyennes mi correspondant aux derniers 2 km parcourus, les valeurs par exemple au nombre de deux au maximum, sortant de l'écart type t, ces valeurs éliminées correspondant à des valeurs erratiques. La sortie de l'unité 9 est reliée à un second générateur de moyenne 10 également commandé par le générateur d'impul- S sions 8 pour établir une moyenne corrigée Mi des valeurs non éliminées comme erratiques parmi les moyennes mi, à savoir les moyennes des 8, 9 ou 10 valeurs parmi les dix dernières moyennes. Chaque moyenne Ml formée par le générateur de moyenne 10 est donc établie sur une distance de 2 km dans la mesure o chaque moyenne mi est générée sur une distance de 200 m. Une mémoire 11 non volatile stocke en permanence les dix dernières moyennes Mi. Un calculateur 12 recevant, outre les moyennes Mi, égale- ment les impulsions du générateur d'impulsions 8 couplé avec 1 S le compteur de distance du véhicule détermine, de préférence par la méthode des moindres carrés, une droite moyenne glis- sante sur les dix dernières moyennes Mi stockée dans la mé- moire 11, c'est-à-dire-sur les vingt derniers kilomètres parcourus par le véhicule Cette droite moyenne est remise à jour tous les deux kilomètres. C'est sur cette droite moyenne dont l'établissement est illustré par la fig 2 qu'a lieu la mesure de niveau de carbu- rant, le résultat de la mesure étant affiché sur un dispositif d'affichage 13. L'organigramme de la fig 3 met en évidence la succession des phases du procédé conforme à l'invention de mesure de niveau de carburant dans le réservoir d'un véhicule automo- bile. Le point de départ du procédé consiste dans la lecture :)O des dix dernières moyennes Mi, qui sont stockées en permanence dans la mémoire non volatile et y sont conservées également en cas d'arrêt du véhicule La lecture des dix dernières moyennes Mi permet de calculer la droite moyenne des Mi, de procéder à la mesure sur cette droite moyenne et d'afficher le résultat mesuré. En cas d'arrêt consécutif du véhicule, les dix dernières moyennes M sont conservées en mémoire. i -2526539 Si par contre le véhicule continue de fonctionner, on procède à un cycle de remise à jour de la droite moyenne Tant que le véhicule n'a pas franchi une distance de 200 m, les valeurs numériques di obtenue en permanence par conversion des valeurs analogiques de la jauge de niveau sont accumulées Dès le franchissement de la distance de 200 m, on procède à la détermination de la moyenne mi des valeurs di sur les derniers m Les moyennes mi sont accumulées jusqu'au franchissement d'une distance de 2 km Sur les dix moyennes mi ainsi accumu- lées jusqu'au franchissement des deux kilomètres, on élimine jusqu'à un maximum de deux moyennes mi erratiques, sortant d'un écart type fixé à l'avance Sur les 8, 9, ou 10 moyennes mi restantes, on détermine la moyenne corrigée Mi sur deux kilomètres. Les moyennes M sont stockées en mémoire sur les vingt derniers kilomètres parcourus et c'est à l'aide de ces mo- yennes Mi stockées en mémoire qu'on détermine une droite moyenne glissante, remise à jour tous les deux kilomètres, droite sur laquelle s'effectue la mesure dont le résultat est affiché. Un avantage essentiel du dispositif conforme à l'inven- tion consiste dans le fait qu'il permet de conserver le r 6 ser- voir de carburant avec sa jauge de niveau analogique, donc d'équiper des véhicules moyennant des modifications mineures. En effet, le dispositif conforme à l'invention est-branché directement sur le curseur du rhéostat de la jauge et le seul élément supplémentaire en liaison fonctionnelle avec le véhi- cule consiste dans le générateur d'impulsions 8 qui peut être inséré par exemple dans le flexible du compteur de vitesse/de :0 distance pour fournir les impulsions de commande fonction de la distance parcourue. L'affichage numérique peut porter non seulement sur le volume restant de carburant dans le réservoir, mais également moyennant un traitement en fonction de la distance parcourue, sur la consommation, grâce à la précision et à la stabilité de l'indication fournie par le dispositif conforme à l'invention. Enfin, le dispositif conforme à l'invention peut égale- ment servir de compteur de facturation pour des véhicules de location En effet, contrairement aux débitmètres, le disposi- tif conforme à l'invention donne directement la différence entre le plein et le volume de carburant restant dans le réservoir Dans cette application, il peut être intéressant de réaliser la mémoire non volatile il sous la forme d'un module amovible qui peut ainsi être lue au comptoir du loueur, en vue de la facturation. Bien entendu, sur des véhicules déjà équipés d'un calcu- lateur de bord, il est possible d'utiliser ce calculateur existant pour la mise en oeuvre de l'invention, moyennant une programmation appropriée de ce calculateur. Il convient de noter qu'un étalonnage préalable de la jauge est nécessaire, aussi bien au remplissage qu'au vidage car les jauges à flotteurs présentent une certaine hystérésis. A cet effet, pour un type de jauge et de réservoir donné, on remplit puis on vide ce dernier par fractions constantes, par exemple litre par litre, et on note à chaque fois la valeur fournie par la jauge Ceci permet d'établir et de programmer en mémoire du calculateur une table de correspondance entre la valeur fournie par la jauge et le volume en litre de carburant restant dans le réservoir. Enfin, bien que l'invention ait été décrite ci-dessus avec utilisation d'une jauge de niveau à flotteur et rhéostat, il va de soi qu'elle peut être mise en oeuvre avec tout autre type de jauge sensible aux fluctuations parasites du niveau de carburant dans un réservoir. REVENDICATIONS 1 Procédé de mesure du niveau de liquide dans un réservoir de véhicule soumis à des mouvements désordonnés pendant le roulement, procédé suivant lequel on capte à chaque instant le niveau de liquide d'une-jauge, caractérisé par le fait que les niveaux instantanés captés par la jauge sont utilisés pour former une pluralité de valeurs moyennes en fonction de la distance parcourue par le véhicule et que le résultat défini- tif de la mesure du niveau de liquide est déterminée à partir desdites valeurs moyennes. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'à chaque arrêt du véhicule, un nombre déterminé de valeurs moyennes est sauvegardé dans une mémoire non volatile en vue d'une mesure ultérieure. 3 Dispositif de mesure du niveau de liquide dans un réservoir de véhicule soumis à des mouvements désordonnés pendant le roulement, comprenant une jauge analogique de niveau, caractérisé par le fait qu'il comprend un filtre passe-bas ( 5) recevant le signal de sortie analogique de la jauge ( 1, 2, 3), un convertisseur analogique/numérique ( 6) transformant le signal analogique filtré de la jauge en signal numérique (di), un moyen pour générer une première moyenne (mi) des valeurs (di) mesurées, sur une première distance franchie par le véhicule, un moyen ( 10) pour générer une deuxième moyenne (Mi) des valeurs des premières moyennes, sur une deuxième distance franchie par le véhicule, supérieure à ladite première distance, un moyen de mémorisation ( 11) pour stocker un nombre déterminé de valeurs desdites deuxièmes moyennes, un calculateur ( 13) recevant des informations sur la :3 O distance parcourue par le véhicule et capable de tracer une droite moyenne à partir des valeurs desdites deuxièmes moyennes, et un dispositif ( 13) d'affichage numérique du résultat de la mesure obtenue sur la droite moyenne. 4 Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un moyen ( 9) pour éliminer les valeurs erratiques desdites premières moyennes (mi) en fonction d'un écart type prédéterminé (A), ledit moyen ( 10) générant une deuxième moyenne corrigée sur la base des valeurs des premières moyennes conservées après élimination des valeurs erratiques. 5 Dispositif suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que ladite première distance est égale à environ 200 m, que ladite seconde distance est égale a environ 2 km et que ledit moyen de mémorisation conserve en mémoire les valeurs des dix deuxièmes moyennes et que ledit calcula- teur établit ladite droite moyenne sur lesdites dix deuxièmes moyennes. 6 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend un générateur d'impulsions ( 8) couplé avec le compteur de distance du véhi- 1 S cule et relié auxdits moyens ( 7, 10) de génération de moyenne et audit calculateur ( 12).