Brevet FR2775351A1 — publié le 19990827

La présente invention concerne un dispositif de détermination de la présence ou de l'absence d'un bouchon en position correcte d'obturation d'une extrémité d'une tubulure de remplissage d'un réservoir notamment de véhicule automobile. Un tel dispositif peut par exemple être adapté pour déterminer la présence ou l'absence d'un bouchon d'un réservoir de carburant d'un véhicule, qui nécessite une détection à distance de la présence ou de l'absence du bouchon sans utiliser de moyens électriques. On conçoit en effet que l'utilisation de tels moyens électriques à proximité d'une extrémité d'une tubulure de remplissage d'un réservoir de carburant peut être relativement dangereuse en raison des risques d'explosion. C'est ainsi par exemple que dans certains pays, les réglementations en vigueur interdisent l'utilisation de ce type de moyens électriques, tandis que d'autres réglementations imposent aux constructeurs de véhicules de prévoir des moyens de détection de la présence du bouchon en position correcte d'obturation de celui-ci. On a donc proposé pour résoudre ces problèmes, d'utiliser des moyens magnétiques permettant de détecter la présence ou l'absence d'un tel bouchon. C'est ainsi par exemple qu'un aimant peut être associé au bouchon, tandis qu'une cellule magnétique sensible de type par exemple capteur à effet Hall, est placée dans l'extrémité de la tubulure de remplissage du réservoir. On conçoit alors que lorsque le bouchon est en position d'obturation sur la tubulure de remplissage du réservoir, et serré avec un couple suffisant, l'aimant se trouve en face de la cellule correspondante qui est alors saturée par le champ magnétique issu de cet aimant. L'analyse à distance du signal aux bornes de la cellule permet alors de détecter la présence ou l'absence du bouchon. On conçoit cependant que ce type de dispositifs présente un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau de sa structure relativement complexe, sa fiabilité et de la nécessité d'alimenter en énergie électrique la cellule magnétique. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de détermination de la présence ou de l'absence d'un bouchon en position correcte d'obturation d'une extrémité d'une tubulure de remplissage d'un réservoir notamment de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'émission d'un faisceau optique à destination de moyens de réflexion de celui-ci, associés à l'extrémité de la tubulure et sensibles à la présence ou à l'absence du bouchon en position correcte d'obturation de celle-ci, pour renvoyer ou non tout ou partie du faisceau en direction de moyens de réception correspondants, dont la sortie est reliée à des moyens d'analyse pour déterminer la présence ou l'absence du bouchon en position correcte. 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 - la Fig.l représente un schéma synoptique illustrant la structure d'un dispositif de détermination selon l'invention; - la Fig.2 représente une vue de dessus d'une extrémité d'une tubulure de remplissage d'un réservoir notamment de véhicule automobile comportant un tel dispositif, et - les Figs.3 et 4 illustrent le fonctionnement d'un tel dispositif. On a en effet représenté sur la figure 1, un dispositif de détermination de la présence ou de l'absence d'un bouchon en position correcte d'obturation d'une extrémité d'une tubulure de remplissage d'un réservoir notamment de véhicule automobile. Un tel dispositif comporte des moyens désignés par la référence générale 1, d'émission d'un faisceau optique à destination de moyens de réflexion de celui-ci, désignés par la référence générale 2, associés à l'extrémité de la tubulure et sensibles à la présence ou à l'absence du bouchon en position correcte sur celle-ci, pour renvoyer ou non tout ou partie de ce faisceau optique en direction de moyens de réception correspondants, désignés par la référence générale 3, dont la sortie est reliée à des moyens d'analyse désignés par la référence générale 4, pour déterminer la présence ou l'absence du bouchon en position correcte. En fait, les moyens d'émission désignés par la référence générale 1 comprennent par exemple un générateur de faisceau par exemple modulé désigné par la référence générale 5 sur cette figure 1, comportant par exemple un générateur de signal modulé à quelques KHz, 6, qui alimente un émetteur de faisceau désigné par la référence générale 7, ce faisceau pouvant par exemple être un faisceau de rayonnement infrarouge ou autre. Ces moyens sont associés par exemple à au moins une fibre optique désignée par la référence générale 8, adaptée pour transmettre le faisceau entre les moyens d'émission de celui-ci et un guide optique désigné par la référence générale 9 sur cette figure, associé à l'extrémité de la tubulure. Ce guide optique est en matériau transparent au faisceau, présente un indice de réfraction déterminé n et peut par exemple comporter un prisme, dont une première face désignée par la référence générale 10 située en regard de l'extrémité de la fibre optique 8, comporte une lentille 11 de focalisation du faisceau optique émis dans ce guide, en direction d'une surface de réflexion 12 de ce guide, qui est adaptée pour réfléchir le faisceau en direction d'une autre surface de réflexion du guide, désignée par la référence générale 13, formant dioptre, avec un angle d'incidence supérieur à l'angle limite 6 de réfraction de celle-ci par rapport à l'air, déterminé de façon classique par la relation sin(0)= l/n. En fait, cette surface 13 de réflexion du guide peut s'étendre comme on peut le voir sur la figure 2, dans une fenêtre 14 de l'extrémité correspondante de la tubulure de remplissage du réservoir qui est adaptée pour recevoir le bouchon, de sorte que ce bouchon ou des moyens associés à celui-ci, comme par exemple un joint d'étanchéité, désignés par la référence générale 15 sur la figure 1, peuvent être amenés en contact avec cette surface 13 du guide optique lorsque le bouchon est en position correcte d'obturation de la tubulure. Le guide et le bouchon ou les moyens associés à celui-ci présentent des indices de réfraction différents de celui de 1 'air. En fait, ce bouchon ou les moyens associés à celuici, désignés par la référence générale 15, constituent des moyens de modification des caractéristiques de réflexion de cette surface 13 du guide 9, pour, lorsque le bouchon est en position correcte d'obturation de la tubulure, modifier le trajet optique du faisceau dans le guide, afin de renvoyer au moins une partie du faisceau dans une direction différente de celle dans laquelle ce faisceau est réfléchi lorsque le bouchon n'est pas en position correcte d'obturation de cette tubulure comme cela est illustré sur ces figures, par exemple en traits pointillés et en traits mixtes. C'est ainsi par exemple que dans l'une de ces directions, le faisceau optique est réfléchi vers des moyens en forme de piège optique du guide, désignés par la référence générale 16 sur cette figure 1, présentant n'importe quelle structure appropriée, tandis que dans l'autre des directions, la partie correspondante du faisceau optique est renvoyée par diffusion vers la face 10 de ce guide et plus particulierement en direction d'une lentille de focalisation 17 de cette partie de faisceau à une extrémité d'une fibre optique désignée par la référence générale 18, entrant dans la constitution des moyens de réception et qui est associée à son autre extrémité par exemple à un capteur photoélectrique désigné par la référence générale 19. La sortie de ce capteur est associée à des moyens d'amplification 20 entrant dans la constitution des moyens 4 d'analyse du faisceau réfléchi, ces moyens d'analyse comportant également par exemple des moyens de détection synchrone désignés par la référence générale 21 recevant d'une part, la sortie de l'amplificateur 20 et d'autre part, un signal de consigne établi à partir des moyens d'émission du fais ceau optique pour détecter un faisceau renvoyé synchrone au faisceau émis. La sortie de ces moyens 21 est reliée à des moyens de détection de seuil désignés par la référence générale 22, permettant de délivrer alors une information de présence ou d'absence du bouchon en position d'obturation correcte de la tubulure du réservoir. Comme on l'a indiqué précédemment, les moyens de modification 15 du trajet optique dans le guide, associés au bouchon, peuvent par exemple être constitués par un joint d'étanchéité de celui-ci, ces moyens présentant un indice de réfraction différent de celui de l'air pour provoquer une modification des caractéristiques de réflexion de la surface 13 correspondante de ce guide. I1 va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation de ces moyens de modification peuvent être envisagés et que ceux-ci peuvent par exemple être constitués par un organe élastique porté par la tubulure et adapté pour être appliqué contre la surface correspondante du guide optique par le bouchon lorsque celui-ci est en position correcte d'obturation de la tubulure. On notera également que le guide optique 9 peut être constitué de matière plastique ou autre, les lentilles 11 et 17 pouvant être venues de moulage avec le reste de celui-ci. On conçoit alors comme on peut le voir sur les figures 3 et 4, que la présence ou l'absence de ce bouchon en position correcte d'obturation, permet de modifier ou non les caractéristiques de réflexion de la surface correspondante 13 du guide optique afin de réfléchir le faisceau optique en direction des moyens en forme de piège ou de diriger une partie de celui-ci en direction des moyens de réception correspondants de celui-ci, ce qui permet aux moyens d'analyse de déterminer cette présence ou cette absence du bouchon. C'est ainsi par exemple que sur ces figures 3 et 4, lorsque le bouchon n'est pas en position correcte d'obturation (Fig.3), le faisceau optique est totalement réfléchi en direction des moyens en forme de piège optique, de sorte que les moyens de réception ne reçoivent aucun faisceau. Par contre, lorsque le bouchon est en position correcte d'obturation (Fig.4), les caractéristiques de réflexion de la surface correspondante de ce guide, associée au bouchon, sont modifiées et une partie du faisceau optique est renvoyée par diffusion en direction des moyens de réception et plus particulièrement de la lentille 17 correspondante et de la fibre optique 18, de sorte que les moyens d'analyse du signal de sortie du capteur photoélectrique 19, permettent de détecter la présence de ce bouchon. I1 va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation et d'autre implantations de ces différents composants peuvent être envisagés selon que l'on souhaite détecter principalement la présence ou l'absence du bouchon en position correcte d'obturation. On conçoit alors que le dispositif selon l'invention utilise des moyens optoélectroniques dont la partie électronique peut être disposée à une certaine distance de l'extrémité de la tubulure de remplissage du réservoir, cette distance pouvant être plus ou moins grande, suivant le type de réservoir, l'environnement ou encore le mode de détection utilisé. Cette partie électronique comporte des moyens d'émission d'un faisceau optique en direction du bouchon, des moyens de réception d'une partie au moins de ce faisceau renvoyé à partir de celui-ci, et des moyens d'analyse d'un signal correspondant à cette partie de faisceau pour détecter la présence ou l'absence de ce bouchon. Le trajet optique du faisceau entre les moyens d'émission et de réception est matérialisé par exemple par des fibres optiques dont le coefficient de transmission est choisi de manière à pouvoir transmettre sans atténuation notable le faisceau sur une distance suffisante. Le faisceau traverse également un guide optique associé au dispositif de fixation du bouchon sur l'extrémité de la tubulure et se présente par exemple sous la forme d'un prisme taillé dans un matériau transparent ayant un dioptre poli contre lequel vient ou non s'appliquer un organe associé au bouchon avec une force qui dépend directement de la force de serrage de ce bouchon. Ceci permet alors de modifier le trajet du faisceau optique dans le prisme pour amener tout ou partie de ce faisceau en direction de moyens en forme de piège optique ou au contraire en direction de moyens de réception correspondants. Ce phénomène est connu dans l'état de la technique sous le nom de phénomène de réflexion totale frustrée. On conçoit qu'il suffit de détecter cette modification de réflexion du faisceau pour détecter la présence ou l'absence du bouchon. Le dispositif selon l'invention présente donc un certain nombre d'avantages notamment au niveau de sa structure extrêmement simple qui permet dans un contexte de fabrication en grande série, de réaliser une fonction de détection à faible court, notamment grâce au moulage des pièces optiques et à l'intégration de la partie électronique de ce dispositif. Par ailleurs et selon la disposition des différents éléments, le diagnostic du fonctionnement de ce dispositif est également très simple et la modulation du faisceau optique permet d'obtenir une très bonne immunité aux lumières parasites incidentes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détermination de la présence ou de l'absence d'un bouchon en position correcte d'obturation d'une extrémité d'une tubulure de remplissage d'un réservoir notamment de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (1) d'émission d'un faisceau optique à destination de moyens (2) de réflexion de celui-ci, associés à l'extrémité de la tubulure et sensibles à la présence ou à l'absence du bouchon (15) en position correcte d'obturation de celle-ci, pour renvoyer ou non tout ou partie du faisceau en direction de moyens (3) de réception correspondants, dont la sortie est reliée à des moyens (4) d'analyse pour déterminer la présence ou l'absence du bouchon en position correcte. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'émission (1) comportent un générateur de faisceau optique (5) associé à au moins une fibre optique (8) de guidage de celui-ci. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur est adapté pour émettre un faisceau modulé. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le faisceau optique est un faisceau de rayonnement infrarouge. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de réception comportent au moins une fibre optique (18) de guidage du faisceau renvoyé associé à un capteur photoélectrique (19). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de réflexion (2) du faisceau comportent un guide optique (9) comprenant au moins une première surface (13) de réflexion du faisceau dans une première direction et en ce que le bouchon est associé à des moyens (15) de modification des caractéristiques de réflexion de cette surface (13) pour, lorsqu'il est en position correcte, modifier le trajet optique du faisceau dans le guide (9) afin de renvoyer une partie au moins de ce faisceau dans une seconde direction différente de la première. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'angle d'incidence du faisceau optique sur la première surface (13) est supérieur à l'ange limite de réfraction de celle-ci par rapport à l'air. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le faisceau optique est dirigé au moins en partie, dans l'une des directions, vers les moyens de réception (3) et dans l'autre des directions, vers des moyens (16) formant piège optique du guide optique. 9. Dispositif selon la revendication 6,7 ou 8, caractérisé en ce que le guide comporte au moins une seconde surface de réflexion (12) disposée en regard des moyens d'émission (1) et adaptée pour réfléchir le faisceau en direction de la première surface de réflexion (13) avec l'angle d'incidence supérieur à l'angle limite de réfraction de celle-ci. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les moyens de modification (15) associés au bouchon, présentent un indice de réfraction différent de celui de l'air. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de modification sont formés par un joint d'étanchéité (15) du bouchon adapté pour être appliqué contre la première surface (13) en position correcte d'obturation. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que le guide optique (9) est associé à une lentille (11) de focalisation du faisceau optique émis par les moyens d'émission dans ce guide et à une lentille (17) de focalisation du faisceau optique renvoyé par celui-ci dans les moyens de réception (3). 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'analyse comprennent des moyens de détection synchrone (21) du faisceau renvoyé recevant en entrée une consigne établie à partir du faisceau émis.