Brevet FR2932259A1 — publié le 20091211

DISPOSITIF POUR SURVEILLER LE NIVEAU DE CARBURANT DANS UN RESERVOIR DE VEHICULE. L'invention est relative à un dispositif pour surveiller le niveau de carburant dans un réservoir de véhicule, du genre de ceux qui comprennent une sonde installée dans le réservoir, sensible au niveau de carburant, un moyen d'analyse du signal fourni par la sonde, et un moyen de liaison entre la sonde et le moyen d'analyse, ce dernier étant propre à afficher une valeur et/ou à déclencher une alarme selon le niveau détecté. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif pour to surveiller le niveau de gazole dans le réservoir d'un véhicule poids lourd, notamment pour une protection contre une fuite ou contre des prélèvements non autorisés. Un dispositif classique avec sonde, prévu pour indiquer le volume restant de carburant dans un réservoir de véhicule automobile, présente un is temps de réponse trop long pour une protection efficace contre un prélèvement non autorisé qui peut être exécuté rapidement. En outre, lorsque le véhicule est à l'arrêt et que le moteur est coupé, un dispositif classique ne fournit plus aucune indication. L'invention a pour but, surtout, de fournir un dispositif pour surveiller 20 le niveau de carburant, dans un réservoir de véhicule, qui présente un temps de réponse relativement court, de l'ordre de quelques secondes, et qui permet de déclencher rapidement une alarme en cas de baisse anormale du niveau de liquide dans le réservoir. Ce dispositif doit pouvoir être installé sur un véhicule sans modification de l'équipement déjà en place. II est souhaitable que le 25 dispositif permette de transmettre à distance les informations recueillies, notamment pour une télésurveillance, tout en restant d'un prix de revient acceptable. Selon l'invention, un dispositif pour surveiller le niveau de carburant dans un réservoir de véhicule, du genre défini précédemment, est caractérisé 30 en ce que: - la sonde est constituée par un capteur de pression hydraulique, suffisamment sensible, installé en partie basse du réservoir, - le capteur de pression est alimenté en permanence en énergie électrique, même lorsque le véhicule est arrêté avec moteur coupé, 35 - le capteur de pression comporte une borne de sortie sur laquelle il délivre un signal représentatif de la hauteur du carburant dans le réservoir, cette borne de sortie étant reliée au moyen d'analyse, - et le moyen d'analyse comprend un calculateur propre à traiter le signal fourni par le capteur de pression et à le comparer à une référence pour déclencher l'alarme selon le résultat de la comparaison. Avantageusement, le capteur de pression hydraulique est du type sonde 4-20 mA. De préférence, ce capteur est sensible à une variation de hauteur du carburant de l'ordre de 1 cm. Le calculateur comporte généralement une entrée reliée à un tachymètre du véhicule ; à partir de l'information de vitesse recueillie, le ro calculateur est propre à faire entrer en action le dispositif de surveillance lorsque la vitesse du véhicule est nulle ou inférieure à une limite déterminée, notamment 5 km/h. Le calculateur comporte de préférence un circuit de temporisation pour retarder la mise en service du dispositif pendant un temps déterminé, par 15 exemple de 30s à 1 min, lorsque la vitesse du véhicule est devenue nulle ou inférieure à la limite déterminée. Un algorithme tenant compte des caractéristiques du véhicule considéré est installé dans une mémoire du calculateur qui comporte une unité de calcul suffisamment rapide pour fournir le résultat de l'analyse des 20 informations reçues en un délai inférieur à quelques secondes. Le calculateur est prévu pour fournir au moins trois informations logiques en sortie : - un état de service, correspondant par exemple au volume de carburant contenu dans le réservoir ; 25 - une commande d'alarme ; - une commande d'un voyant clignotant d'alarme. Le calculateur est en outre propre à transférer à distance l'alarme, en particulier via un modem GSM. Le dispositif comprend généralement une sirène, mise en service 30 lorsqu'une alarme est déclenchée, cette sirène étant propre à donner un signal sonore de préférence supérieur à 100 dB. Le capteur de pression pour constituer la sonde est avantageusement un capteur de pression connu sous la dénomination commerciale � Vegabar 17 �, satisfaisant aux prescriptions anti-explosives 35 ATEX II. Le calculateur peut être constitué par un microcontrôleur 3CD12 de la société Crouzet. Le dispositif est avantageusement prévu pour détecter une baisse de niveau de carburant correspondant à un débit de 1 cm3/s et pour déclencher l'alarme en moins de 2 s. De préférence, le dispositif est mis en service lorsque le véhicule est à l'arrêt depuis un temps déterminé, notamment 1 min, moteur arrêté ou moteur tournant. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence au dessin annexé, mais qui n'est nullement limitatif. La figure unique de ce dessin est un schéma d'un dispositif pour ro surveiller le niveau de carburant dans un réservoir de véhicule selon l'invention. En se reportant à la figure du dessin, on peut voir le schéma d'un dispositif D selon l'invention pour surveiller le niveau de carburant 1, en particulier de gazole, dans le réservoir 2 d'un véhicule automobile, notamment un véhicule poids lourd. 15 Le dispositif D comporte une sonde constituée par un capteur de pression hydraulique 3 installé en partie basse du réservoir 1. Le capteur 3 traverse de manière étanche une paroi latérale du réservoir en partie basse, ou le fond de ce réservoir. Le capteur de pression 3 est propre à détecter une faible variation de la hauteur H du carburant, en particulier de l'ordre de 1 cm 20 seulement. Le capteur de pression 3 est choisi pour présenter des caractéristiques adaptées à un matériel roulant et pour satisfaire aux exigences suivantes : - précision suffisante ; 25 - fiabilité ; - tenue mécanique ; - étanchéité ; - capacité à être monté sur des réservoirs en matière plastique ou métalliques ; - alimentation électrique basse tension, de préférence 12 ou 24 V CC (courant 30 continu) ; - agréé anti-explosif (agrément ATEX Il). Avantageusement, le capteur de pression est un capteur commercialisé sous le nom � Vegabar 17 �, du type sonde 4-20mA, généralement utilisé dans des domaines totalement différents de celui des 35 réservoirs de carburant. Ce capteur présente les caractéristiques suivantes : - boîtier et raccord inox 316 TI - IP67 - raccord manométrique G1/2A avec écrou SW27 - bifilaire sortie 4-20 mA sous 10-30 V DC (courant continu) - pression relative 0-0,1 bar - agrément ATEX II 1/2G, 2GEEx ia IICT6 - connecteur rapide 4 pôles selon Din 43650 IP65. Le capteur 3 est alimenté en permanence en courant électrique par un conducteur de liaison 4 branché sur la borne positive + du véhicule, l'autre borne d'alimentation négative du capteur 3 étant reliée à la masse par un conducteur 5. ~o Le capteur 3 comporte une borne de sortie 6 sur laquelle il délivre un signal représentatif de la hauteur H du carburant dans le réservoir 2. La borne 6 est reliée par un conducteur 7 à une entrée d'un calculateur 8 constituant un moyen d'analyse du signal fourni par le capteur 3. Le calculateur 8 comporte une mémoire dans laquelle est installé un 15 un algorithme prévu pour effectuer un lissage du signal fourni par la liaison 7 et pour établir des valeurs de référence tenant compte des données du moteur du véhicule et de sa consommation lorsque le véhicule est à l'arrêt mais que son moteur tourne. Une autre entrée du calculateur 8 est reliée à une sortie d'un 20 tachymètre 9 qui envoie, au calculateur, une information sur la vitesse de déplacement du véhicule. Lorsque la vitesse de déplacement n'est pas nulle ou est supérieure à une limite prédéterminée, par exemple 5 km/h, le calculateur 8 est programmé pour inhiber le dispositif de surveillance et d'alarme. Par contre, lorsque le véhicule est à l'arrêt, ou se déplace à une 25 vitesse inférieure à la limite prédéterrinée, le calculateur 8 met en service le dispositif de surveillance avec possibilité de déclenchement d'une alarme. L'unité de calcul du calculateur 8 a une capacité et une vitesse suffisantes pour fournir le résultat de l'analyse des informations reçues du capteur 3 et du tachymètre 9 dans un délai inférieur à 2 s (deux secondes). 30 Le calculateur 8 est choisi pour être en capacité de : - lire le signal de mesure du capteur 3, courant ou tension électrique, et une information logique en entrée correspondant à l'information du tachymètre ; - et, à partir de l'algorithme développé et installé en mémoire pour déterminer la tendance du signal de mesure du capteur 3 en cm/min, fournir trois 35 informations logiques en sortie : - état de service, c'est-à-dire appréciation d'une variation anormale ou non du niveau de carburant dans le réservoir ; - commande d'une alarme par sirène en cas de variation anormale, - commande d'un voyant clignotant d'alarme. Le dispositif de surveillance comporte une sirène 10 pour produire une alarme sonore déclenchée par le calculateur 8. La sirène 10 est prévue pour produire un signal sonore d'intensité supérieure à 100 dB. La sirène 10 est s choisie étanche et robuste, alimentée en basse tension, de préférence 12 V continu. Le calculateur 8 comporte un module de communication 8a avec modem GSM et antenne 8b pour transmission de l'alarme à distance par voie hertzienne. Io Un exemple de calculateur 8 convenant pour cette application est celui commercialisé sous la référence "Millenium 3 CD12" par la société Crouzet. Le calculateur 8 est en outre propre à déclencher une alerte en cas de coupure de la ligne 7 de liaison avec le capteur 3, ainsi qu'en cas de ts coupure de la ligne de liaison 11 entre la sortie du capteur 8 et la sirène 10. Le calculateur 8 comporte généralement un circuit de temporisation pour retarder la mise en service du dispositif de surveillance pendant un temps déterminé, notamment 1 min ou 30 s, lorsque le véhicule est à l'arrêt ou lorsque sa vitesse devient inférieure à une limite prédéterminée. 20 Ceci permet de s'affranchir des roulis et à-coups en déplacement qui influent sur le niveau du carburant dans le réservoir. Toutefois, le calculateur 8 est prévu pour lisser le signal reçu du capteur 3 de sorte qu'il pourrait donner des informations exploitables même si le véhicule était en déplacement. En cas de stationnement en pente du véhicule, le système donne 25 une information fiable car l'alarme est déclenchée sur une tendance de baisse de niveau dans le réservoir, qui s'exprime en cm/min. Ainsi, même si le véhicule est garé sur une forte pente qui modifie la répartition du volume de carburant dans le réservoir, il n'y aura pas de déclenchement intempestif de l'alarme. L'installation du dispositif de surveillance sur un véhicule s'effectue 30 de la manière suivante. Le capteur de pression 3 est mis en place en partie basse du réservoir de carburant du véhicule. Un orifice est percé dans la paroi du réservoir et le capteur est introduit dans le réservoir à travers cet orifice autour duquel il est fixé de manière étanche. La borne + d'alimentation du capteur 3 35 est reliée à la borne + de la batterie du véhicule par le fil conducteur 4. L'autre borne d'alimentation du capteur 3 est reliée à la masse. La sortie 6 de signal du capteur 3 est reliée par le conducteur 7 à une entrée du calculateur 8. Ce dernier est installé dans une partie appropriée du véhicule. L'alimentation électrique du calculateur 8 est assurée par une liaison avec la batterie du véhicule. Enfin, une sortie du tachymètre 9 est reliée à une entrée du calculateur 8. L'installation est donc relativement simple et ne modifie en rien les 5 équipements déjà en place sur le véhicule. Le calculateur 8 est avantageusement disposé dans un coffret électrique, pré-câblé en atelier, sur lequel sont prévus deux voyants dont l'un indique la mise en service du calculateur et l'autre indique une alarme. Trois connecteurs rapides sont en outre prévus sur le coffret pour fournir l'information ~o de la mesure, l'information sur le moteur à l'arrêt et l'alarme sonore. La sirène 10, installée sur le véhicule, est reliée au connecteur d'alarme sonore. Ceci étant, le fonctionnement du dispositif de surveillance D est le suivant. On considère un véhicule à l'arrêt, en cours de remplissage de son 15 réservoir avec du carburant. Le signal fourni par le capteur 3 indique une montée du niveau de carburant dans le réservoir 2 de sorte que le calculateur 8 ne déclenche pas d'alarme. En fin de remplissage, le calculateur a déterminé un niveau haut qui est mis en mémoire. Si le véhicule reste à l'arrêt, une baisse de niveau du carburant dans 20 le réservoir est aussitôt détectée par le capteur 3 et le calculateur 8 déclenche une alarme lorsque cette baisse de niveau dépasse une limite prédéterminée de l'ordre du centimètre. Aucune alarme n'est déclenchée si aucune baisse du niveau ne se produit avant que le véhicule ne démarre. 25 Lorsque le véhicule se met en marche, l'information provenant du tachymètre 9 permet au calculateur 8 d'inhiber le dispositif de surveillance. Lorsque le véhicule s'arrête à nouveau, le calculateur 8 met en service le dispositif de surveillance soit immédiatement, soit après un temps relativement court de l'ordre de 30 s à 1 min par exemple. 30 Si le moteur tourne alors que le véhicule ne roule pas, le calculateur 8 prend en compte la consommation estimée du moteur pour comparer la baisse de niveau de carburant détectée dans le réservoir 2 avec la baisse normalement engendrée par la consommation du moteur tournant alors que le véhicule est arrêté. Si le calculateur 8 ne décèle aucune baisse anormale, 35 aucune alarme n'est déclenchée. Par contre, si la baisse de niveau de carburant dans le réservoir est supérieure à celle normalement estimée, l'alarme est déclenchée. Lorsque le véhicule est à l'arrêt, moteur coupé, le calculateur 8 déclenche l'alarme dès qu'une baisse de niveau est détectée dans le réservoir. En usage normal, lorsque le niveau de carburant dans le réservoir 2 a suffisamment baissé pour nécessiter un nouveau remplissage, le calculateur 8 détermine le niveau bas du carburant dans le réservoir 2 lorsque le véhicule est à l'arrêt, juste avant remplissage, et met en mémoire cette valeur. En fin de remplissage le calculateur met en mémoire la nouvelle valeur haute. En couplant le dispositif cle surveillance D avec un système de postionnement GPS dont sont souvent équipés les véhicules, notamment les véhicules lourds, il est possible de tracer la consommation du véhicule en ro fonction du parcours effectué. Il est également possible d'effectuer un contrôle de la consommation et de déterminer une consommation anormale pour une longueur de parcours effectuée entre deux remplissages. Le modem GSM permet de transférer l'alarme à distance, à un is centre de surveillance. Le dispositif de surveillance D permet de réaliser un système de télésurveillance des réservoirs de combustible d'une flotte de véhicules, notamment de véhicules lourds. Le dispositif D permet, notamment, d'intervenir rapidement dans un parc de stationnement de véhicules lorsqu'une baisse de 20 niveau est détectée dans le réservoir de l'un des véhicules. Un code d'identification peut être attribué à chaque véhicule et être transmis avec les informations de l'alarme. La description a été effectuée à propos de véhicules routiers, notamment de véhicules lourds, mais le dispositif de surveillance peut convenir 25 à d'autres types de véhicules, en particulier à des bateaux. REVENDICATIONS1. Dispositif pour surveiller le niveau de carburant dans un réservoir (2) de véhicule, comprenant une sonde installée dans le réservoir , sensible au niveau de carburant, un moyen d'analyse du signal fourni par la sonde, et un moyen de liaison entre la sonde et le moyen d'analyse, ce dernier étant propre à afficher une valeur et/ou à déclencher une alarme selon le niveau détecté, caractérisé en ce que: ro - la sonde est constituée par un capteur de pression hydraulique (3), suffisamment sensible, installé en partie basse du réservoir (2), - le capteur de pression (3) est alimenté en permanence en énergie électrique, même lorsque le véhicule est arrêté avec moteur coupé, - le capteur de pression (3) comporte une borne de sortie (6) sur is laquelle il délivre un signal représentai:if de la hauteur (H) du carburant dans le réservoir, cette borne de sortie étant reliée au moyen d'analyse, - et le moyen d'analyse comprend un calculateur (8) propre à traiter le signal fourni par le capteur de pression et à le comparer à une référence pour déclencher l'alarme selon le résultat de la comparaison. 20 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de pression hydraulique (3) est du type sonde 4-20 mA. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le capteur (3) 25 est sensible à une variation de hauteur du carburant de l'ordre de 1 cm. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calculateur (8) comporte une entrée reliée à un tachymètre (9) du véhicule et, à partir de l'information de vitesse recueillie, le 30 calculateur (8) est propre à faire entrer en action le dispositif de surveillance lorsque la vitesse du véhicule est nulle ou inférieure à une limite déterminée, notamment 5 km/h. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 35 caractérisé en ce que le calculateur (8) comporte un circuit de temporisation pour retarder la mise en service du dispositif pendant un temps déterminé lorsque la vitesse du véhicule est devenue nulle ou inférieure à la limite déterminée. l0 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' un algorithme tenant compte des caractéristiques du véhicule considéré est installé dans une mémoire du calculateur (8) qui comporte une unité de calcul suffisarnment rapide pour fournir le résultat de l'analyse des informations reçues en un délai inférieur à quelques secondes. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calculateur (8) comporte un modem GSM pour transférer l'alarme à distance. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une sirène (10), mise en service lorsqu'une alarme est déclenchée. 15 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur de pression (3) est un capteur de pression connu sous la dénomination commerciale � Vegabar 17 �, satisfaisant aux prescriptions anti-explosives ATEX II. 20 10 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calculateur (8) est constitué par un microcontrôleur 3CD12 de la société Crouzet.