Brevet FR2706609A1 — publié le 19941223

La présente invention concerne une jauge de carburant pour réservoir notamment de véhicule automobile. On connait déjà dans l'état de la technique, un certain nombre de jauges de carburant pour réservoir de véhicule automobile, qui comportent au moins une fibre optique associée à des moyens d'émission et de réception de signaux optiques dans et de cette fibre et à des moyens d'analyse de ces signaux pour déterminer la quantité de carburant dans le réservoir. On se reportera par exemple aux documents FR-A-2 668 595 et FR-A-2 610 720 qui décrivent des procédés et des dispositifs de mesure de niveau de liquide dans un réservoir utilisant des fibres optiques s'étendant dans celui-ci. Cependant, ces différents dispositifs présentent un certain nombre d'inconvénients notamment au niveau de leur structure relativement complexe et de leur difficulté d'implantation dans la mesure où ils nécessitent l'introduction de fibres dans le réservoir. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet une jauge de carburant pour réservoir, notamment de véhicule automobile, du type comportant au moins une fibre optique associée à des moyens d'émission et de réception de signaux optiques dans et de la fibre et à des moyens d'analyse de ces signaux pour déterminer la quantité de carburant dans le réservoir, caractérisée en ce que ladite au moins une fibre est interposée entre le réservoir et une partie fixe du véhicule, de manière à être sollicitée plus ou moins en compression selon la quantité de carburant dans le réservoir et en ce que les moyens d'analyse comprennent des moyens de détermination de l'atténuation de la puissance des signaux optiques entre l'entrée et la sortie de ladite au moins une fibre, pour en tirer la quantité de carburant. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - les Fig.l, 2 et 3 représentent trois schémas d'implantations possibles d'une fibre optique entrant dans la constitution d'une jauge de carburant selon l'invention; - la Fig.4 illustre la disposition d'une fibre optique dans une jauge de carburant selon l'invention; - la Fig.5 représente un schéma synoptique illustrant la structure et le fonctionnement de moyens d'analyse entrant dans la constitution d'une jauge de carburant selon l'invention; et - la Fig.6 représente un schéma synoptique de moyens de conversion entrant dans la constitution des moyens d'analyse de la jauge de carburant selon l'invention. La jauge de carburant pour réservoir notamment de véhicule automobile, selon 1 invention, est du type comportant au moins une fibre optique associée à des moyens d'émission et de réception de signaux optiques dans la fibre et à des moyens d'analyse de ces signaux pour déterminer la quantité de carburant dans le réservoir. Comme cela est illustré sur les figures 1 à 4, cette fibre optique est interposée entre le réservoir et une partie fixe du véhicule, de manière à être sollicitée plus ou moins en compression selon la quantité de carburant dans le réservoir et les moyens d'analyse comprennent des moyens de détermination de l'atténuation de la puissance des signaux optiques circulant dans la fibre entre l'entrée et la sortie de celle-ci, pour en tirer la quantité de carburant. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la Fig.1, le réservoir désigné par la référence générale 1 est posé et fixé sur la caisse du véhicule, désignée par la référence 2, par l'intermédiaire de cales élastiques de fixation 3 et 4. La fibre optique désignée par la référence générale 5 est interposée entre le fond du réservoir 1 et la caisse du véhicule 2. Les surfaces en regard de ce réservoir, c'est à dire le fond de celui-ci, et de la caisse du véhicule comportent avantageusement des parties en saillie et en creux par exemple 6 et 7 respectivement, adaptées pour déformer plus ou moins la fibre optique selon la quantité de carburant dans le réservoir. On conçoit en effet que selon cette quantité de carburant, les cales élastiques de fixation 3 et 4 sont plus ou moins écrasées et que les parties en saillie et en creux 6 et 7 des surfaces en regard du réservoir et de la caisse provoquent des déformations plus ou moins importantes du coeur de la fibre. Ceci se traduit par une atténuation plus ou moins importante de la puissance des signaux optiques circulant dans la fibre optique et la mesure de cette atténuation de la puissance des signaux optiques entre l'entrée et la sortie de la fibre permet de déterminer la quantité de carburant dans le réservoir. On sait en effet qu'il existe une relation logarithmique entre l'atténuation, c'est à dire le rapport entre la puissance des signaux à l'entrée de la fibre et la puissance de ceux-ci à la sortie de cette fibre, et la force exercée sur la fibre pour la mettre plus ou moins en compression et en déformation correspondante. Cette force étant liée à la masse du carburant présente dans le réservoir, on peut donc en tirer une relation logarithmique entre l'atténuation de puissance des signaux mesurée et la quantité de carburant dans le réservoir. Ces différentes opérations de détermination de l'atténuation et de calcul de la quantité de carburant sont réalisées par l'intermédiaire de moyens d'analyse désignés de façon générale par la référence 8 sur cette figure 1. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, le réservoir est fixé sur la caisse par l'intermédiaire de moyens de fixation élastiques, et la fibre est interposée entre le fond du réservoir et la partie correspondante de la caisse du véhicule. Bien entendu, d' autres modes de- réalisation peuvent être envisagés comme celui représenté sur la Fig.2 dans laquelle des numéros de référence identiques sont utilisés pour désigner des éléments analogues à ceux représentés sur la Fig.l. On reconnait en effet sur cette figure 2, le réservoir 1, la caisse du véhicule 2, la fibre optique 5 et les moyens d'analyse 8. Dans cet exemple de réalisation, le réservoir est accroché sous la caisse du véhicule par l'intermédiaire de moyens d'accrochage élastiques désignés par les références 9 et 10. La partie supérieure du réservoir et la surface en regard correspondante de la caisse du véhicule comportent également des parties en relief et en creux 11 et 12 provoquant une déformation plus ou moins importante du coeur de la fibre en fonction de la quantité de carburant dans le réservoir. Dans cet exemple de réalisation, les moyens d'accrochage élastiques 9 et 10 sont adaptés pour plaquer la partie supérieure du réservoir contre la caisse du véhicule et provoquer une déformation de la fibre lorsque le réservoir est vide. On conçoit alors que plus la quantité de carburant dans le réservoir est importante, plus la partie supérieure du réservoir a tendance à s'écarter de la caisse du véhicule et donc à déformer de manière moins importante la fibre optique. Cette déformation plus ou moins importante de la fibre se traduit également par une atténuation plus ou moins importante de la puissance des signaux optiques circulant dans la fibre, atténuation qui après mesure permet de déterminer la quantité de carburant dans le réservoir. Dans le mode de réalisation représenté sur la Fig.3, on reconnait toujours le réservoir lj la caisse 2 du véhicule, la fibre optique 5 et les moyens d'analyse 8. Dans ce mode de réalisation, la partie supérieure du réservoir est également accrochée sous la caisse du véhicule par l'intermédiaire de moyens d'accrochage élastiques 9 et 10 et le réservoir présente un fond à deux parois 13,14 munies chacune de parties en saillie et en creux 15 et 16, la fibre optique 5 s'étendant entre ces deux parois de fond 13 et 14 du réservoir. Selon la quantité de carburant dans le réservoir, la paroi 13 s'appuie plus ou moins fortement sur la paroi 14 de celui-ci et provoque une déformation plus ou moins importante de la fibre optique, la paroi 14 formant la partie fixe de la caisse du véhicule. Cette déformation est également utilisée pour déterminer la quantité de carburant dans le réservoir par mesure de l'atténuation de la puissance des signaux optiques circulant dans la fibre. Ainsi que cela est illustré sur la Fig.4, on peut constater que la fibre optique 5 est disposée de manière régulière entre les surfaces en regard du réservoir et de la partie fixe correspondante du véhicule pour obtenir une mesure moyenne de poids sur l'ensemble du réservoir. Sur les Fig.5 et 6, on a illustré des schémas synoptiques d'un exemple de réalisation de moyens d'analyse entrant dans la constitution d'une jauge selon l'invention. Sur cette Fig.5, on reconnait la fibre optique 5 dont l'une des extrémités, c' est à dire l'entrée, est associée à des moyens d'émission de signaux optiques constitués par exemple par une diode électroluminescente 20. Un premier photodétecteur 21 est disposé en regard de cette diode électroluminescente pour fournir un courant de référence Ir. L'autre extrémité de la fibre optique 5 c'est à dire la sortie, est disposée en regard d'un autre photodétecteur 22 de mesure du signal de sortie de la fibre pour fournir un courant de mesure Ia. Chaque photodétecteur est associé à un amplificateur opérationnel 23 et 24 respectivement. Les sorties Ir et Ia de ces amplificateurs sont raccordées à deux bornes d'entrée d'un convertisseur logarithmique 25 permettant de déterminer l'atténuation de la puissance des signaux optiques entre l'entrée et la sortie de la fibre 5, c'est à dire l'atténuation de la puissance du signal de sortie de la fibre, délivré par le photodétecteur 22 et l'amplificateur 24, par rapport à la puissance du signal d'entrée de la fibre, délivré par le photodétecteur 21 et l'amplificateur opérationnel 23. Ce convertisseur logarithmique 25 sera décrit plus en détail en regard de la Fig.6. La sortie de celui-ci est reliée à un système à microprocesseur 26 chargé de calculer le volume de carburant et de réaliser des corrections de paramètres sur le résultat de la conversion logarithmique si nécessaire, par exemple en fonction d'une information de température de carburant dans le réservoir, délivrée par un capteur approprié et l'émission sous forme analogique ou numérique de cette information vers le reste des circuits du véhicule. Sur la Fig.6, on a représenté un schéma synoptique d'un mode de réalisation possible d'un convertisseur logarithmique. Celui-ci est basé sur l'utilisation de transistors NPN 26 et 27 reliés l'un au photodétecteur 21 à travers un amplificateur opérationnel 28 et l'autre 26, au photodétecteur 22 à travers un amplificateur opérationnel 29. Un amplificateur opérationnel de sortie 30 est également utilisé pour délivrer un signal d'informations Vs, cet amplificateur opérationnel de sortie 30 étant associé à une résistance variable 31 de compensation thermique. Ce montage permet d'obtenir en sortie la fonction logarithme du quotient des deux courants Ir et Ia délivrés l'un par le photodétecteur 21 d'entrée de référence et l'autre par le photodétecteur 22 de mesure de la puissance du signal de sortie de la fibre. La tension Vs fournie par l'amplificateur opérationnel de sortie 30 des moyens de conversion 25 est une tension proportionnelle au logarithme du quotient de ces courants, c'est à dire en fait à l'atténuation de la puissance des signaux optiques le long de la fibre et donc à la quantité de carburant dans le réservoir. La résistance 31 est utilisée si nécessaire pour corriger l'information de quantité de carburant en fonction de sa température, et donc fournir une indication fiable du volume de carburant dans le réservoir. Ces corrections sont par exemple réalisées par l'intermédiaire du système 26 à microprocesseur de calcul décrit précédemment en regard de la Fig.5. Il va de soi bien entendu que ce système à microprocesseur peut être raccordé au reste des circuits du véhicule par l'intermédiaire d'une liaison multiplexée de type VAN, CAN ou J1850 Enfin, ce système à microprocesseur peut également être utilisé pour réaliser la moyenne des mesures sur quelques secondes pour éviter toute délivrance d'informations érronées en raison du comportement dynamique du véhicule. REVENDICATIONS 1. Jauge de carburant pour réservoir, notamment de véhicule automobile, du type comportant au moins une fibre optique (5) associée à des moyens (20) d'émission et (22) de réception de signaux optiques dans la fibre et à des moyens (8,21,25,26) d'analyse de ces signaux pour déterminer la quantité de carburant dans le réservoir, caractérisée en ce que ladite au moins une fibre (5) est interposée entre le réservoir (1) et une partie fixe (2;14) du véhicule, de manière à être sollicitée plus ou moins en compression selon la quantité de carburant dans le réservoir et en ce que les moyens d'analyse comprennent des moyens (25,26) de détermination de l'atténuation de la puissance des signaux optiques entre l'entrée et la sortie de ladite au moins une fibre, pour en tirer la quantité de carburant. 2. Jauge selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces en regard du réservoir (1) et de la partie fixe (2;14) du véhicule comprennent des parties en saillie et en creux (6,7;11,12;15,16) de déformation plus ou moins importante de ladite au moins une fibre. 3. Jauge selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite fibre (5) est régulièrement répartie entre le réservoir et la partie fixe du véhicule. 4. Jauge selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le réservoir (1) est accroché sous la caisse du véhicule (2) par l'intermédiaire de moyens d'accrochage élastiques (9,10). 5. Jauge selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le réservoir (1) est posé et fixé sur la caisse du véhicule (2) par l'intermédiaire de moyens de fixation élastiques (3,4). 6. Jauge selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le réservoir (1) comporte un fond muni de deux parois (13,14) et en ce que la fibre optique (5) est interposée entre les deux parois de ce réservoir. 7. Jauge selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'analyse (8) comprennent des moyens (21) de mesure de la puissance des signaux optiques émis dans la fibre (5) et des moyens de mesure (22) de la puissance des signaux de sortie reçus de la fibre, des moyens (25) de détermination de l'atténuation de la puissance des signaux après passage dans la fibre et des moyens (25) de conversion logarithmique de cette atténuation en un signal d'information de quantité de carburant dans le réservoir. 8. Jauge selon la revendication 7, caractérisée en ce que des moyens de calcul (26) du volume de carburant dans le réservoir sont reliés à la sortie des moyens de conversion (25). 9. Jauge selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens de calcul (26) sont reliés à un capteur de température du carburant dans le réservoir.