Brevet FR2530807A1 — publié le 19840127

La présente invention concerne la mesure de la quantité de fluide contenuedans un réservoir. La présente invention concerne plus pré- cisément la mesure de quantité de carburant présente dans le réservoir d'un véhicule automobile. On assiste depuis quelques années, dans le domaine automobile, au développement important d'appareils dits "calculateurs de bord" qui sont des- tinés à fournir au conducteur un grand nombre d'in- formations du genre: consommation moyenne instantanée, autonomie, etc Cependant, pour assurer un fonc- tionnement correct de ces appareils et faciliter l'observation de ceux-ci, il serait souhaitable de disposer de systèmes de mesure qui soient précis et délivrent une information stable. Les dispositifs les plus classiques pour mesurer le niveau du carburant dans le réservoir, tels que par exemple les dispositifs à flotteur ne peuvent donner satisfaction En effet, en dehors des problèmes liés à leur complexité et à leur faible fiabilité, ces dispositifs sont très sensibles aux fluctuations du niveau dues aux déplacements et aux accélérations du véhicule. On a tenté de remédier à cet inconvénient en insérant le flotteur dans un élément allongé ver- ticalement, et en communication avec le réservoir grâce à un orifice calibré Toutefois, cette dispo- sition s'avère relativement complexe et dans la pra- tique on constate qu'elle ne donne pas une information suffisamment stable. D'autres dispositifs ont été proposés, mais ceux-ci ont été écartés en particulier en raison de leur coût qui s'avère très élevé et de leur com- plexité technique. Le besoin se fait donc sentir, notamment dans le secteur automobile, de disposer de systèmes de mesure de la quantité de fluide contenuedans un réservoir, qui soient à la fois simples, robustes, fiables et économiquestout en donnant une informa- tion précise et stable. La présente invention vient maintenant proposer une solution particulièrement élégante aux problèmes ainsi posés, puisqu'elle concerne un nouveau procédé de mesure utilisant, de façon surprenante, une jauge etde préférence un organe du type débitmètre, dis- posîitir tout-a-fait classiques en eux-mêmes, ledit procédé consistant: a) à mesurer le niveau du fluide dans le réservoir, à l'aide d'une jauge, b) à déterminer une première valeur de la quantité de fluide présente dans le réservoir en fonction de l'information représentative du niveau de fluide délivréeà un instant donné par la jauge, en pondérant cette information sur la base d'une pre- mière valeur antérieurement déterminée, c) à mesurer, à l'aide d'un organe approprié, de préférence un débitmètre, la quantité de fluide retirée du réservoir, d) à déterminer une seconde valeur de la quantité de fluide présente dans le réservoir en fonction de l'information représentative du débit de fluide, en appliquant un facteur donné à cette information, e) à comparer les valeurs de la quantité de fluide déterminées selon les étapes b) et d), f) à réinitialiser la seconde valeur en la rendant égale à la première, chaque fois que l'é- cart entre ces deux valeurs dépasse an seuil donné, ladite seconde valeur étant alors représentative de la quantité de fluide, d) à moduler le facteur appliqué à l'in- formation délivrée par ledit organe approprié,pour le calcul de ladite seconde valeur, à l'étape d), en fonction de l'écart existant entre la première et la seconde valeur-, h) à réitérer les étapes a) à y). Comme cela apparaîtra à la lecture de la description détaillée qui va suivre, le procédé conforme à la présente invention, tout en utilisant essentiellement deséléments classiques en eux-mêmes, permet de connaître de façon précise et stable le contenu du réservoir, ce qui permet de fournir à l'observateur du calculateur de bord une information stable. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description'détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexes, donnés à titre d'exemple non limitatif, et sur lesquels: la figure 1 représente un schéma synoptique d'un dispositif de mesure conforme à la présente invention, la figure 2 représente un organigramme schématique illustrant le fonctionnement du dispo- sitif conforme à la présente invention, la figure 3 représente des courbes qui illustrent les valeurs déterminées par les élé- ments du dispositif conforme à la présente invention, les figures 4 a et 4 b illustrent la valeur de la quantité de fluide contenue dans le réservoir obtenue grâce au dispositif conforme à la présente invention, dans deux cas particuliers. Comme cela est représenté schématiquement sur la figure 1, le dispositif de mesure conforme à la présente invention comprend une jauge 1 i pour mesurer le niveau du fluide, ou liquide, contenu dans le réservoir 10 d'un véhicule, ainsi qu'un débit- mètre 12 qui mesure la quantité de fluide retirée du réservoir. L'information délivrée par la jauge il est appliquée à une unité de calcul 14 par l'inter- médiaire d'un convertisseur analogique/numérique 13. Bien entendu, on peut aisément déterminer le nombre de litres de liquide contenus dans le réservoir 10, sur la base de l'information délivrée par la jauge 11, en connaissant les dimensions et les formes du réservoir 10. De façon similaire, les impulsions dé- livrées par le débitmètre 12, et représentatives du débit du carburant, sont appliquées à l'unité de calcul 14 Là encore, on peut déterminer le nom- bre de litres de carburant contenus dans le réservoir , sur la base de l'information fournie par le débitmètre, en connaissant le nombre de litres ini- tialement présents dans le réservoir 10. Le dispositif de mesure conforme à la présente invention comporte également deux registres ou mémoires 15 et 16, raccordés à l'unité de calcul 14 Le premier registre 15 est destiné à mémoriser ladite première valeur (L 1) de la quantité de fluide pré- sente dans le réservoir, déterminée par des moyens appartenant à l'unité de calcul 14, en fonction de l'information représentative du niveau de fluide, délivrée par la jauge 11, en pondérant cette infor- mation sur la base d'une première valeur antérieurement déterminée. Le second registre 16 est destiné à mémo- *riser une seconde valeur (L 2)de la quantité de fluide présente dans le réservoir, déterminée par des moyens appartenant également à l'unité de calcul 14, en fonction de l'information (d) représentative du débit de fluide, délivrée par le débitmètre 12, en appliquant un facteur (K) donné à cette information. Comme cela apparaîtra à la lecture de la description qui va suivre, l'unité de calcul 14 comporte également des moyens de comparaison des deux valeurs (L 1,L 2) précitées de la quantité de fluide et des moyens de réinitialisation de la seconde valeur (L 2) lorsque l'écart entre ces valeurs dépasse un seuil donné, lesdits moyens de réinitialisation rendant la seconde valeur (L 2) égale à-la première (L 1) de telle sorte que la seconde valeur représente la quantité de fluide présente dans le réservoir D'au- tre part, l'unité de calcul 14 comporte des moyens de modulation du facteur (K) appliqué à l'infor- mation (d) délivrée par le débitmètre 12 pour le calcul de la seconde valeur, en fonction de l'écart existant entre la première (L 1) et la seconde valeur ( 2) Enfin, tel que cela est représenté sur la figure 1, le dispositif comporte également des moyens 17 pour afficher la seconde valeur L 2 repré- sentative de la quantité de fluide présente dans le réservoir. On va maintenant décrire le procédé de mesure conforme à la présente invention, en re- gard de l'organigramme représenté sur la figure 2. A la première mise sous tension, et à la remise à zéro du dispositif, représentées schéma- tiquement par la première étape 50: L = L 1 = L 2 ? on transfère, dans les registres 15 et 16, une valeur L O représentative de la quantité de fluide contenue dans le réservoir, et calculée par l'unité de calcul 14 sur la base de l'information délivrée par la jauge 11. Comme cela est représentée par l'étape 51, l'unité de calcul 14 détermine une première valeur L 1 (n) de la quantité de fluide présente dans le réservoir en fonction de l'information représentative du niveau de fluide délivreà un instant donné (n) par la jauge, en pondérant cette information sur la base d'une première valeur L 1 (n-1) antérieurement déterminée -Plus précisément, tel que cela est re- présenté sur la figure 2, l'unité de calcul 34 déter- mine ladite première valeur L 1 sur la base de la formule suivante L (n) = (p-1) L (n-1) + L P dans laquelle L 1 (n) représente la première valeur L 1 à l'instant n, L (n-1) représente la première valeur L 1 à l'instant (n-1), L O représente une donnée proportionnelle à l'information représentative du niveau de fluide délivrée par la jauge, p représente un nombre entier quelconque. Ladite première valeur L ainsi déter- minée est mémorisée dans le registre 15, et réactua- lisée séquentiellement, par exemple toutes les secondes. A titre d'exemple non limitatif, p peut être égal à 16, ce qui donne un temps de réponse équivalent à 16 secondes, et apporte un traînage de 0,2 litre pour des débits de 50 litres/heure. Tel que cela est illustré sur la figure 3, sur laquelle on a représenté une première courbe L O représentative de la quantité de fluide contenue dans le réservoir, déterminée sur la base de l'informa- tion délivrée par la jauge, ainsi qu'une courbe L représentative de ladite première valeur, ce lissage opéré par l'unité de calcul 14 élimine les variations rapides des valeurs relevées par la jauge 11, et dues notamment aux déplacements et accélérations du véhicule. A l'étape 52, l'unité de calcul 14 déter- mine une seconde valeur L 2 de la quantité de fluide présente dans le réservoir en fonction de l'infor- mation d représentative du débit de fluide, délivrée par le débitmètre 12, en appliquant un facteur X donné à cette information d. Plus précisément, la seconde valeur L de la quantité de fluide présente dans le réservoir est déterminée par l'unité de calcul 14 sur la base de la formule suivante L 2 (n) = L 2 (n 1) Kd, dans laquelle: L 2 (n) représente la seconde valeur L à l'instant n, L 2 (n-l) représente la seconde valeur L 2 à l'instant (n-l), d représente l'information délivrée par le débitmètre 12 représentative du débit de fluide, K représente ledit facteur. A l'étape 53 on compare les valeurs L et L 2 déterminées aux étapes 51 et 52 précédentes. Lorsque la valeur absolue de la différence entre L e Let et L 2 est supérieure à une valeur X donnée, on réinitialise la seconde valeur L 2 à l'étape 54, en la rendant égale à la première valeur L 1. Ladite seconde valeur L est alors représentative de la quantité de fluide contenue dans le réservoir 10, et cette seconde valeur L 2 est affi- chée,à l'étape 55, grâce aux moyens 17 Le procédé conforme à la présente invention est alors repris avant l'étape 51, de façon a réactualiser constamment lesdites première L 1 et seconde L 2 valeurs représen- tatives de la quantité de fluide présente dans le réservoir 10. Bien entendu, dans le cas o l'écart entre les deux valeurs L et L 2 est inférieur à la- dite constante X (étape 53), la valeur de L 2 direc- tement déterminée est affichée par les moyens 17. A titre d'exemple non limitatif, la valeur X peut être égale à 1 + L 2 Bien entendu 20 cette valeur X pourra être choisie différemment. En outre, tel que cela a été précédem- ment indiqué, le procédé conforme à la présente in- vention consiste à moduler le facteur K appliqué à l'information d délivrée par le débitmètre 12, pour le calcul de ladite seconde valeur L 2, en fonction de l'écart existant entre la première Li et la seconde valeur L 2. Selon une première variante, ladite modulation opérée sur le facteur K appliqué à l'in- formation d délivrée par le débitmêtre 12 est réalisée comme suit: si la première valeur Li est inférieure à la seconde valeur L 2,on prend le facteur K = a K nominal, relation dans laquelle a est supé- rieur à 1, et par exemple a = 1,3, tandis que si la première valeur L est supérieure àlla seconde valeur L 2, on prend le facteur K = $ K nominal-, relation dans laquelle e est inférieur à 1, par exemple 6 = 0,7. Un tel lissage empêche toute montée de la seconde valeur L 2 et tend toujours à faire rappro- cher la seconde valeur L 2 vers la première Ll, à moyen terme Bien entendu les valeurs a et e seront aisé-. ment déterminées à cet effet. Selon une seconde variante, la modulation opérée sur le facteur K appliqué à l'information d délivrée par le débitmxtre 12 est réalisée en prenant le facteur K = K nominal ( 1 + L 2 L 1) L 2 relation dans laquelle ô L 2 représente la seconde valeur et L 1 représente la première valeur. Selon une troisième variante, la modu- lation opérée sur le facteur K appliqué à l'infor- mation d délivrée par le débitmètre 12 est réalisée en prenant le facteur K = K nominal L 2 L 1 relation dans laquelle L 2 représente la seconde valeur, et Là représente la première valeur. Enfin, selon une quatrième variante, la modulation opérée sur le facteur K appliqué à l'information d délivrée par le débitmètre 12, est réalisée en prenant le facteur K = K nominal L + f ( 12 L,17, relation dans laquelle f (L 2 L 1 > représente une fonction ayant pour variable la différence existant entre la seconde valeur L 2 et la première valeur L 1 - 2 l Le contenu du registre 16, est pris en compte pour l'affichage, par les moyens 17, de la contenance du réservoir 10, et pour le calcul de l'autonomie. Pour éviter des problèmes liés à l'arrêt du moteur et à l'ouverture du circuit d'alimentation électrique; on peut envisager de transférer le con- tenu des registres 15 et 16 dans des mémoires perma- nentes Toutefois, on peut prévoir que, lors de la remise sous tension du circuit, la première mesure de L 0, déterminée sur la base de l'information déli- vrée par la jauge 11, soit transférée dans les re- gistres 15 et 16, en tant que valeur initiale de L et L 2 Une telle disposition permet en particulier de prendre en compte, de façon simple et rapide les variations brusques du niveau de carburant dans le réservoir 10, qui apparaissent en particulier lorsque ledit réservoir 10 est rempli. Tel que cela est représenté sur la fi- gure 3, sur laquelle apparaît la courbe L 2, si la jauge il est placée à un endroit o-le niveau varie peu avec l'inclinaison de la voiture, même si le niveau de carburant varie avec les vagues, l'affi- chage opéré par les moyens 17 se fait avec la pré- cision de la jauge il et de manière continuement décroissante, donc non perturbante pour le conducteur. Il apparaît d'autre part que les diffé- rentes pannes susceptibles d'être rencontrées avec le dispositif conforme à la présente invention, peu- vent être dépistées simplement Ainsi, dans le cas o la jauge de niveau 11 serait coupée, l'indication délivrée par les moyens d'affichage 17, oscillerait entre deux valeurs correspondant sensiblement au niveau maximum du réservoir 1 O Un tel phénomène est du au fait que lors de l'initialisation, la jauge hi indique que le réservoir 1 O est plein Cette indi- cation est prise en compte dans les registres 15 et 16 Le contenu du registre 16 est réactualisé sur la base des impulsions délivrées par le débitmètre 12, l'information délivrée par les moyens 17 d'affichage tend donc à diminuer sensiblement, mais est réinitia- lisée à la valeur maximum, dès que la différence dans les registres 15 et 16 dépasse la valeur X précitée. De façon similaire, lorsque la jauge 11 est en court- circuit, les moyens d'affichage 17 indiquent que le réservoir 10 est vide Un tel phénomène est dû à la prise en compte initiale par les registres 15 et 16 de l'information "réservoir vide" délivrée par la jauge 11. Comme cela est représenté schématiquement sur la figure 4 a, lorsque le débitmètre 12 est coupé ou en court-circuit, l'information délivrée par les moyens d'affichage 17 décroit pas paliers Un tel phénomène est di au fait que le contenu du registre 16 n'est pas réactualisécontinuement sur la base de l'information délivrée par le débitmètre 12, puis- que celui-ci ne délivre aucune impulsion Le registre 16 est donc seulement réactualisé, par paliers, lorsque l'écart existant entre le registre 15 et le registre 16 dépasse la valeur X précitée. Enfin, comme cela apparaît sur la figure 4 b, lorsque le débitmètre 12 délivre un trop grand nombre d'impulsions par cm 3 de carburant retiré du réservoir 10, l'information délivrée par les moyens d'affichage 17 se présente sous forme de dents de scie. Un tel phénomène est dû au fait que le contenu du registre 16 diminue beaucoup plus rapidement que le contenu du registre 15 Dans un tel cas, lorsque l'écart entre le contenu du registre 15 et le contenu du registre 16 dépasse la valeur X précitée, la réactualisation du registre 16 tend toujours à élever la valeur de celui-ci. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, à partir desquels on pourra envisager de nombreuses variantes de réalisation conformes à son esprit. En particulier on pourra envisager de remplacer le débitmètre 12 par tout autre organe appro- prié susceptible de délivrer une information repré- sentative de la quantité de fluide ou carburant re- tirée du réservoir A titre d'exemple, le débitmàtre 12 pourra être remplacé par un élément sensible au nombre de tours du moteur ou à la dépression d'ad- mission. REVENDICATIONS 1 Procédé de mesure de la quantité de fluide contenuedans un réservoir, caractérisé par le fait qu'il consiste: a) à mesurer le niveau du fluide dans le réservoir ( 10) à l'aide d'une jauge ( 11), b) à détenrminer une première valeur (Ll(n)) de la quantité de fluide présente dans le réservoir ( 10) en fonction de l'information (LO 0) re- présentative du niveau de fluide délivrée à un instant (n) donné par la jauge ( 11), en pondérant cette in- formation sur la base d'une première valeur (Ll(n-1)) antérieurement déterminée, c) à mesurer, à l'aide d'un organe approprié ( 12), la quantité de fluide retirée du réservoir ( 10), donc le débit de fluide, d) à déterminer une seconde valeur (L 2) de la quantité de fluide présente dans le ré- servoir en fonction de l'information (d) représenta- tive du débit de fluide, en appliquant un facteur (K) donné à cette information, e) à comparer les valeurs (L 1, L 2) de la quantité de fluide déterminéOe selon les étapes b) et d), f) à réinitialiser la seconde valeur (L 2) en la rendant égale à la première (L 1), chaque fois que l'écart entre ces deux valeurs (L 1, L 2) dépasse un seuil (X) donné, ladite seconde valeur (L 2) étant alors représentative de la quantité de fluide, Y) à moduler le facteur ( K) appliqué à l'information (d) représentative du débit de fluide pour le calcul de ladite seconde valeur (L 2), à l'étape d) en fonction de l'écart existant entre la première valeur (L 1) et la seconde valeur (L 2), h) à réitérer les étapes a) à g) 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ledit organe approprié utilisé à l'étape c) est un débitmètre. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ladite première valeur (L 1) est déterminée à l'étape b) par la formule suivante: Ll(n) = (p-l) Ll(n-1) + LO P p dans laquelle Ll (n) représente la première valeur (L 1) à l'instant (n), L (n-l) représente la première valeur (L 1) à l'instant (nl), L O représente une donnée proportionnelle à l'information représentative du niveau de fluide délivrée par la jauge ( 11), p représente un nombre entier quelconque. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la seconde valeur de la quantité de fluide présente dans le réservoir ( 10) est déterminée par la formule suivante: L 2 (n) = L 2 (n-1) -Kd, dans laquelle: L 2 (n) représente la seconde valeur (L 2) à l'instant (n), L 2 (n-1) -représente la seconde valeur (L 2) à l'instant (n-l), d représente l'information délivrée par ledit orgahe approprié ( 12), représentative du débit de fluide, K représente ledit facteur, Procédé selon la revendication 4, carac- térisé par le fait que la modulation opérée à l'étape g) sur le facteur (K) appliqué à l'information (d) représentative du débit de fluide est réalisée comme suit: si la première valeur (L 1) est inférieure à la seconde valeur (L 2), on prend le facteur K = a K nominal,relation dans laquelle o est supérieur 1 A, tandis que si la première valeur (L 1) est supérieure à la seconde valeur (L 2), on prend le facteur K = 8 K nominal, relation dans laquelle 8 est inférieur à 1. 6 Procédé selon la revendication 4, carac- térisé par le fait que la modulation opérée à l'étape g) sur le facteur (K) appliqué à l'information (d) représentative du débit de fluide est réalisée en prenant le facteur K = K nominal ( 1 + L 2 L 1), L 2 relation dans laquelle L 2 représente la seconde valeur et L 1 représente la première valeur. 7 Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la modulation opérée a l'étape ô) sur le facteur (K) appliqué à l'information (d) représentative du débit de fluide est réalisée en prenant le facteur K = K nominal L 2 L relation dans laquelle L 2 représente la seconde valeur et L 1 représente la première valeur. 8 Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la modulation opérée à l'étape g) sur le facteur (K) appliqué à l'information (d) représentative du débit de fluide est réalisée en prenant le facteur (K)-= K nominal Z 1 + f (L 2 L 1/ relation dans laquelle L 2 représente la seconde valeur et L 1 représente la première valeur. 9 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 8, ca- ractérisé par le fait qu'il comprend: une jauge ( 11) de mesure du niveau de fluide contenu dans le réservoir ( 10), des moyens ( 13,14) pour déterminer une première valeur (L 11 (n)) de la quantité de fluide présente dans le réservoir ( 10) en fonction de l'in- formation (LO) représentative du niveau de fluide, en pondérant cette information sur la base d'une première valeur (Ll(n-1)), antérieurement déterminée, un organe ( 12) approprié pour mesurer la quantité de fluide retirée du réservoir ( 10), - des moyens ( 14) pour déterminer une seconde valeur de la quantité de fluide présente dans le réservoir, en fonction de l'information (d) représentative du débit de fluide, en appliquant un facteur (K) donné à cette information, des moyens ( 14) de comparaison des deux valeurs (L 1, L 2) de la quantité de fluide, des moyens ( 14) de réinitialisation de la seconde valeur (L 2) lorsque l'écart entre ces valeurs {L 1, L 2) dépasse un seuil donné, lesdits moyens de réinitialisation rendant la seconde valeur (L 2) égale à la première (L 1) de telle sorte que la seconde valeur représente la quantité de fluide présente dans le réservoir, des moyens de modulation ( 14) du fac- teur (K) appliqué à l'information (d) représentative du débit de fluide pour le calcul de la seconde valeur (L 2) en fonction de l'écart existant entre la première (L 1) et la seconde valeur (L 2). Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit organe approprié ( 12) pour mesurer la quantité de fluide retirée du réservoir ( 10) est un débitmètre. 11 Dispositif selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens ( 15,16) de mémorisation des premières (L 1) et seconde valeur (L 2) et des moyens d'affichage ( 17) de la. seconde valeur (L 2) représentative de la quantité de fluide présente dans le réservoir ( 10). 12 Dispositif selon l'une des revendica- tions 9 à 11, caractérisé par le fait que les moyens ( 14) pour déterminer ladite première valeur (L 1) de la quantité de fluide comprennent des moyens aptes à déterminer la valeur Ll(n) = (p-l) L 1 (n- 1) + LO, P P dans laquelle L 1 (n) représente la première valeur (L 1) à l'instant (n), L 1 (n-l) représente la première valeur (L 1) à l'instant (n-l), LO représente une donnée proportionnelle à l'information représentative du niveau de fluide délivrée par la jauge ( 11), p représente un nombre entier quelconque.