Brevet FR2885217A1 — publié le 20061103

SYSTEME DE MESURE D'UNE QUANTITE DE CARBURANT La présente invention concerne, de façon générale, le domaine des jauges de carburant dans des réservoirs de 5 volume prédéterminé. Plus particulièrement, l'invention concerne un système de mesure d'une quantité d'un carburant contenu dans un réservoir de véhicule ayant un volume V prédéterminé et sensiblement constant, le système de 1.0 mesure comprenant un capteur de pression, un capteur de température, et un moyen de calcul. Des fabricants de systèmes de mesure ont développé diverses solutions pour mesurer aussi précisément que possible la quantité de carburant contenue dans un réservoir. Un système du type précédemment défini, permettant une telle mesure est par exemple décrit dans le document brevet FR 2 625 313. Ce document décrit un système de mesure de quantité de carburant en suspendant au bout d'un filin une sonde pouvant réaliser des mesures de pression et de température dans un réservoir. La longueur du filin est mesurée et lorsque la sonde rencontre une interface gaz/liquide à l'intérieur du réservoir, alors on déduit la quantité de carburant liquide dans le réservoir en fonction de la longueur de filin déroulée. Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer une autre solution permettant une mesure précise d'une quantité de carburant dans un réservoir de volume prédéterminé. A cette fin, le système de mesure de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule défini précédemment, est essentiellement caractérisée en ce que le carburant est un carburant gazeux et en ce que le capteur de température est fixement disposé de manière à mesurer la température dudit carburant gazeux à l'intérieur du réservoir et le capteur de pression est fixement disposé pour mesurer la pression gazeuse à l'intérieur du réservoir, le moyen de calcul étant relié audits capteurs et étant adapté pour calculer la quantité de carburant l0 gazeux contenu dans le réservoir en fonction du volume V prédéterminé du réservoir, de la valeur de pression P mesurée et de la température T mesurée. A cette même fin, il est également proposé un procédé de mesure de quantité d'un carburant gazeux contenu dans un réservoir ayant un volume V prédéterminé sensiblement constant, caractérisé en ce qu'on mesure une pression P et une température T du carburant gazeux à l'intérieur dudit réservoir et on transmet ces mesures à un moyen de calcul qui calcule une quantité N de moles de carburant gazeux contenues dans le réservoir en appliquant la formule N = (P*V)/(R*T) où R est une valeur constante prédéterminée. Grâce au système de l'invention il est possible de mesurer la quantité de carburant gazeux dans un réservoir de volume prédéterminé ne contenant que du carburant gazeux et cela par une simple mesure de pression et de température. La quantité de carburant calculée par le moyen de calcul est un nombre N de moles de carburant gazeux dans le réservoir. Cette quantité peut être également donnée en masse de carburant gazeux en multipliant la quantité N de carburant gazeux par la masse molaire de ce carburant gazeux. La disposition fixe des capteurs par rapport au réservoir est avantageuse car elle permet une meilleure reproductibilité des mesures. Préférentiellement, ce système est intégré à un véhicule ayant un moteur fonctionnant au gaz naturel pour mesurer la quantité de carburant gazeux dans le réservoir de ce véhicule. On peut par exemple faire en sorte que le capteur de pression P soit disposé à proximité d'une sortie du carburant gazeux. Grâce à ce positionnement la fabrication du système est simplifiée car il est plus aisé de mesurer la pression interne à proximité de la sortie de carburant gazeux qu'à un autre endroit du réservoir. On peut également faire en sorte que le capteur de température T et le capteur de pression P soient intégrés dans une vanne d'obturation dudit réservoir. Ce mode de réalisation permet de simplifier la fabrication du système de l'invention puisque les capteurs peuvent être assemblés avec le réservoir en même temps que l'on assemble la vanne d'obturation dudit réservoir. Pour éviter de fausser les mesures de température du gaz lorsque le capteur est disposé sur la vanne on dispose préférentiellement un détendeur de gaz en aval du capteur de température, ce détendeur devant être éloigné suffisamment pour que son refroidissement lors de la détente des gaz n'influe pas sur la mesure de température. Pour cela, le détendeur est préférentiellement disposé à au moins un mètre du capteur de température et en aval de celui-ci par rapport au sens d'écoulement du carburant gazeux. Le capteur de température peut être disposé à l'intérieur du réservoir, dans une zone éloignée de la sortie de carburant afin d'éviter que la circulation de carburant par cette sortie n'influe trop sur la mesure de température (il y a un risque de variation de température par frottement des gaz au niveau d'un rétrécissement de la sortie). Dans ce cas, le capteur de pression et/ou le capteur de température peuvent être montés sur un ou des supports reliés à la vanne, ces capteurs étant alors disposés sur ce ou ces supports de manière à plonger dans le réservoir tout en étant éloignés de la sortie de carburant sur laquelle est assemblée la vanne. On peut également faire en sorte que les capteurs soient alimentés électriquement par une source d'alimentation électrique d'au plus 5 volts. Grâce à cette caractéristique on réduit le risque de créer une étincelle ou un point chaud par court 20 circuit ou mauvais fonctionnement d'un capteur. On peut également faire en sorte que selon le procédé de l'invention, la constante R soit égale à 8,3145 Litres * Atmosphère * mol-1 avec le volume V exprimé en litres, la pression P exprimée en atmosphères et la température T exprimée en degrés Kelvins. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence à la figure 1 annexée qui représente un réservoir équipé du système de l'invention. Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un système de mesure 1 d'une quantité N d'un carburant contenu dans un réservoir 2 d'un véhicule. Ce système 1 est utilisé pour mesurer la quantité de carburant gazeux contenue dans un réservoir dont on connaît le volume V total pouvant être occupé par le carburant gazeux. Le réservoir possède une sortie de carburant 5 sur laquelle est reliée une vanne d'obturation 6. Cette vanne d'obturation 6 permet de contrôler le flux de carburant provenant du réservoir et allant en direction du moteur du véhicule. Une conduite 8a relie la vanne 6 à un détendeur 9 situé en aval de la vanne 6. Le détendeur 9 à pour fonction de réguler la pression de carburant gazeux en aval du détendeur 9. Le carburant gazeux à pression régulée par le détendeur 9 est acheminé vers le moteur du véhicule par une conduite 8b reliée au moteur. L'ouverture et la fermeture de la vanne est commandée électroniquement par une unité de commande électronique (non représentée) reliée à la vanne 6. Des capteurs de pression de carburant gazeux 3a et de température 3b sont intégrés à la vanne 6. Ces capteurs sont disposés de manière à permettre la mesure de paramètres de pression P et de température T dans le réservoir ou au niveau de la sortie du réservoir 2. Un moyen de calcul 4 est également intégré à la vanne et relié aux capteurs 3a, 3b pour analyser les mesures de pression P et de température T. Ces mesures sont transmises des capteurs au moyen de calcul 4 sous forme de signaux électriques compris entre 0.5 et au plus 5 volts. Le fait que le moyen de calcul 4, et les capteurs soient tous intégrés à la vanne permet de faciliter 5 l'assemblage du système. En effet, l'assemblage de la vanne avec le réservoir (par exemple par vissage de la vanne sur la sortie de carburant gazeux 5), permet de disposer fixement et de façon simultanée le moyen de calcul 4, les capteurs de pression/température sur le réservoir. Ceci évite de réaliser une opération de montage spécifique pour chaque capteur et une opération de montage spécifique pour la vanne. De plus grâce à l'intégration des capteurs sur la vanne 4, le positionnement des capteurs par rapport au réservoir est réalisé en même temps que celui de la vanne 4. Les capteurs sont reliés électriquement à une source d'alimentation électrique 7 d'au plus 5 volts. Aucun courant du système ne dépasse les 5 volts pour éviter des risques d'étincelles pouvant déclencher la combustion du carburant. Dans un mode de réalisation particulier, les capteurs sont disposés à une extrémité de la vanne conformée de façon qu'une fois la vanne assemblée sur le réservoir, les capteurs se retrouvent à l'intérieur du réservoir, légèrement éloignés de la sortie 5 de carburant. Ainsi, les paramètres P et T mesurés ne sont pratiquement pas influencés par des phénomènes de thermodynamiques locaux liés à l'écoulement des gaz par la sortie 5. De tels phénomènes peuvent être, par exemple, un échauffement local des gaz par frottement contre les parois jouxtant la sortie 5. Pour éviter des phénomènes de refroidissement local liés à la détente du carburant gazeux, le détendeur 9 est éloigné d'au moins un mètre, par rapport à la vanne et aux capteurs. Le calcul de la quantité N (en nombre de moles de carburant gazeux) est obtenu par le moyen de calcul avec la formule N = (P * V) / (R * T). R est une constante dite des gaz parfaits et égale à 8,3145 Litres par Atmosphère par mol-1. Dans un mode de réalisation particulier on peut implanter un troisième capteur ayant pour fonction de mesurer un éventuel volume de carburant liquide à l'intérieur du réservoir. Ce mode de réalisation particulier est utile si l'on veut pouvoir mesurer la quantité N de carburant gazeux contenue dans le réservoir de volume V alors que celui-ci contient également une quantité N1 de carburant liquide. Un tel capteur peut par exemple être un capteur mesurant la pression en partie inférieure du réservoir. Dans ce cas, en faisant la différence entre la pression P de carburant gazeux mesurée par le capteur de pression et la pression Pl mesurée par le troisième capteur disposé dans le carburant liquide, au fond du réservoir, alors on peut en déduire la hauteur de carburant liquide située au-dessus du capteur et donc le volume Vl de carburant liquide occupant le réservoir. Dans ce cas, on calculera la quantité N de 30 carburant gazeux en appliquant la formule N = P (V - Vl) / (R * T). V1 étant ici le volume de carburant liquide calculé en fonction de la hauteur de liquide dans le réservoir. La quantité N1 de carburant liquide contenue dans le réservoir est déduite en fonction du volume V1 et de la température T mesurée par le capteur de température 3b. Ainsi en additionnant la quantité N1 de carburant liquide et la quantité N de carburant gazeux, on en déduit la quantité totale de carburant dans le réservoir. REVENDICATIONS 1 Système de mesure (1) d'une quantité d'un carburant contenu dans un réservoir (2) de véhicule ayant un volume V prédéterminé et sensiblement constant, le système de mesure (1) comprenant un capteur de pression (3a), un capteur de température (3b), et un moyen de calcul (4), caractérisé en ce que le carburant est un carburant gazeux et en ce que le capteur de température (3b) est fixement disposé de manière à mesurer la température dudit carburant gazeux à l'intérieur du réservoir (2) et le capteur de pression (3a) est fixement disposé pour mesurer la pression gazeuse à l'intérieur du réservoir (2), le moyen de calcul (4) étant relié audits capteurs (3a, 3b) et étant adapté pour calculer la quantité de carburant gazeux contenu dans le réservoir en fonction du volume V prédéterminé du réservoir, de la valeur de pression P mesurée et de la température T mesurée. 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (3a) de pression P est disposé à proximité d'une sortie du carburant gazeux. 3 Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur de température T et le capteur de pression P sont intégrés dans une vanne d'obturation (6) dudit réservoir (2). 4 Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les capteurs (3a, 3b) sont alimentés électriquement par une source d'alimentation électrique (7) d'au plus 5 volts. Procédé de mesure de quantité d'un carburant gazeux contenu dans un réservoir (2) ayant un volume V prédéterminé sensiblement constant, caractérisé en ce qu'on mesure une pression P et une température T du carburant gazeux à l'intérieur dudit réservoir (2) et on transmet ces mesures à un moyen de calcul (4) qui calcule une quantité N de moles de carburant gazeux contenues dans le réservoir (2) en appliquant la formule N = (P*V)/(R*T) où R est une valeur constante prédéterminée. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la constante R est égale à 8,3145 Litre * Atmosphère * mol-1 avec le volume V exprimé en litre, la pression P exprimée en atmosphère et la température T exprimée en Kelvin.