Brevet FR3008182A1 — publié le 20150109

DISPOSITIF DE DETERMINATION D'UNE QUANTITE DE FLUIDE TRAVERSANT LEDIT DISPOSITIF Domaine technique de l'invention pool La présente invention se rapporte à la mesure d'une quantité de fluide. Arrière-plan technologique [0002] Le remplacement des carburants essence et diesel issus de ressources fossiles telle que le pétrole pour assurer les futurs besoins en énergie constitue une préoccupation essentielle. Les biocarburants constituent un substitut à ces carburants à base de pétrole. Par biocarburant il faut entendre les carburants utilisant comme matière première des produits issus de la culture ou de l'élevage, c'est-à-dire renouvelables. [0003] L'éthanol est connu pour être un de ces biocarburants. L'éthanol est largement produit à partir d'une matière première végétale contenant du sucre tel que la betterave sucrière, la tige de canne à sucre, les fruits, les grains de maïs ou de blé. L'éthanol peut encore être produit à partir de lignocellulose. [0004] L'usage de l'éthanol dans les moteurs à combustion interne à allumage par compression encore désigné moteur Diesel ne fonctionne pas tel quel. En effet, la résistance à l'auto-allumage par compression de l'éthanol est élevée, par conséquent un moteur Diesel alimenté en éthanol pur ne fonctionne pas. [0005] Il est connu du document EP2204433A1 d'ajouter à l'éthanol un additif en quantité déterminée qui permet d'en augmenter l'indice de cétane et donc de permettrel'allumage par compression. Cependant, l'utilisation d'éthanol ainsi additivé requiert de modifier les pompes distributrices d'éthanol existantes, ou d'en ajouter de nouvelles spécialement adaptée à l'éthanol additivé, ce qui représente des coûts d'aménagement d'infrastructures élevés. [0006] II peut être avantageux de faire l'ajout de l'additif directement sur véhicule, par exemple dans le réservoir, cependant le dosage d'un tel additif doit être précis : un dosage insuffisant de cet additif rendra impossible la combustion de l'éthanol, tandis dosage trop élevé gâche inutilement l'additif. Afin de doser correctement l'additif à l'éthanol, il est nécessaire de connaitre précisément la quantité d'éthanol fournie au réservoir au cours d'un approvisionnement dans un réseau distributeur. [0007] On connait, par exemple du document FR2418448A1, une jauge à flotteur pour réservoir de carburant. Une telle jauge permet d'évaluer le niveau de carburant dans un réservoir, et d'en déduire par des calculs appropriés une variation de niveau due à un approvisionnement en carburant, donc de déterminer la quantité de carburant fournie par cet approvisionnement, cependant la précision sur la quantité de carburant déterminée est insuffisante. [000s] Par conséquent, il existe un besoin pour déterminer avec précision la quantité de carburant fournie à un réservoir au cours d'une opération d'approvisionnement. [0009] Pour satisfaire ce besoin, il est prévu selon l'invention un dispositif de détermination d'une quantité de fluide traversant ledit dispositif de détermination d'une quantité de fluide traversant ledit dispositif comprenant un conduit primaire d'entrée du fluide et un conduit secondaire de sortie du fluide par écoulement gravitaire, caractérisé en ce qu'il comprend : - un volume de tranquillisation disposé sur le trajet du fluide entre le conduit primaire et le conduit secondaire, - des moyens de détection du passage du fluide dans le conduit secondaire, - des moyens de détermination de la quantité de fluide traversant le conduit secondaire, à partir d'un signal produit par les moyens de détection, le conduit secondaire ayant de plus une section de passage prévue de sorte qu'au cours d'un approvisionnement en fluide à un débit déterminé, du fluide s'accumule dans le volume de tranquillisation, jusqu'à une hauteur d'équilibre pour laquelle le débit de passage du fluide dans le conduit secondaire atteint le débit d'approvisionnement du fluide, le fluide dans le conduit secondaire ayant alors une vitesse stabilisée ce qui permet au signal produit au passage du fluide par les moyens de détection d'être en corrélation avec le débit de passage du fluide. [001 0] De préférence, le conduit primaire et le conduit secondaire forment un angle compris entre 125Q et 145Q degrés. [001 1] Dans une variante, les moyens de détection du passage du fluide dans le conduit secondaire comprennent une sonde magnétique.30 [0012] De préférence, la sonde magnétique comprend une bobine destinée à créer un champ magnétique et un capteur à effet Hall. [0013] De préférence encore, le dispositif comprend des moyens d'alimentation de la bobine par un courant d'intensité constante. [0014] Dans une variante, le dispositif comprend des moyens d'obturation du conduit primaire destiné à s'ouvrir à l'insertion d'un tube d'approvisionnement en fluide dans le conduit primaire et à se refermer à son retrait et des moyens de détection de l'ouverture des moyens d'obturation. [0015] Dans une variante, les moyens d'alimentation de la bobine en courant alimentent celle-ci uniquement quand les moyens d'obturation sont détectés ouverts. [0016] Dans une autre variante, le volume de tranquillisation comprend un capteur de la hauteur de fluide et les moyens de détermination sont adaptés pour déterminer la quantité de fluide traversant ledit dispositif en fonction de la hauteur de fluide mesurée par le capteur. [0017] Dans une autre variante, les moyens de détermination sont adaptés pour estimer la quantité de fluide introduite avant que ledit fluide dans le conduit secondaire soit à la vitesse stabilisée et d'ajouter cette quantité à celle déterminée pendant que le fluide dans le conduit secondaire est à la vitesse stabilisée. [0018] L'invention concerne encore un véhicule à moteur équipé d'un réservoir de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de l'invention relié par son conduit secondaire au réservoir de carburant. Brève description des dessins [0019] D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci- après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence à la figure 1 présentant schématiquement un mode de réalisation préféré de dispositif selon l'invention. Description détaillée [0020] Sur la figure 1 est présenté un mode de réalisation préféré d'un dispositif permettant de déterminer une quantité de fluide le traversant.30 [0021] Ce dispositif est particulièrement adapté à la détermination précise de la quantité de carburant apportée dans un réservoir de carburant de véhicule automobile à moteur au cours d'une opération d'approvisionnement, par exemple dans une station-service de distribution de carburant. Cette information fiable peut ensuite être utilisée dans des applications ultérieures de contrôle moteur telle que la détermination d'un ajout d'un additif dont la quantité dépend de celle de l'apport de carburant. [0022] En référence à la figure 1, le dispositif de l'invention comprend un conduit 1 primaire d'entrée du fluide et un conduit 2 secondaire de sortie du fluide. L'écoulement dans le conduit 2 secondaire est gravitaire, Autrement dit le fluide s'écoule dans le conduit 2 secondaire sous l'effet de son propre poids. [0023] Le dispositif de l'invention comprend également un volume 3 de tranquillisation disposé sur le trajet du fluide entre le conduit 1 primaire et le conduit 2 secondaire. Dans le cas non représenté d'un véhicule automobile à moteur équipé d'un réservoir, le dispositif de l'invention est relié par son conduit 2 secondaire au réservoir de carburant. [0024] Comme illustré sur la figure 1, le conduit 1 primaire et le conduit 2 secondaire peuvent former un angle, a permettant de ralentir la vitesse du carburant dans le volume 3.Cet angle, a, peut être compris entre 125 degrés et 145 degrés. [0025] Conformément à l'invention, le conduit 2 secondaire présente une section S2 de passage prévue de sorte qu'au cours d'un approvisionnement en fluide à un débit 01 déterminé, par exemple à l'aide d'un tube 9 d'approvisionnement inséré dans le conduit 1 primaire, du fluide s'accumule dans le volume 3 de tranquillisation, du fluide s'accumule dans le volume 3 de tranquillisation, jusqu'à une hauteur H d'équilibre pour laquelle le débit Q2 de passage du fluide dans le conduit 2 secondaire atteint le débit 01 d'approvisionnement du fluide, [0026] En effet, conformément au théorème de Bernoulli, la hauteur H de fluide génère une pression qui conditionne la vitesse V2 de passage de fluide au travers de la section S2 de passage du conduit 2 secondaire. Tant que la hauteur H n'est pas atteinte la vitesse V2 de passage n'est pas suffisante pour atteindre le débit 01 et une partie du fluide s'accumule dans le volume de tranquillisation. Une fois la hauteur H atteinte, la pression de la colonne de fluide permet d'obtenir la vitesse V2 de passage de fluide au travers de la section S2 de passage du conduit 2 secondaire telle que 02=S2.V2 = 01. [0027] Cet agencement permet d'absorber les variations de débit 01 au cours de l'approvisionnement et d'obtenir une vitesse V2 stabilisée de passage de fluide dans le conduit 2 secondaire. [0028] La section de passage S2 du conduit secondaire est choisie en fonction du débit d'approvisionnement 01 attendu et de la hauteur H souhaitée dans le volume de tranquillisation. [0029] Le dispositif de l'invention comprend encore des moyens 5 de détection du passage du fluide dans le conduit 2 secondaire. Dans ce mode de réalisation préféré, les moyens 5 de détection comprennent une sonde magnétique. Selon une autre variante, les moyens 5 de détection du passage du fluide dans le conduit 2 secondaire peuvent comprendre aussi une sonde chimique. Cependant une telle sonde à un temps de réponse moins élevée qu'une sonde magnétique. [0030] Dans ce mode de réalisation préféré, la sonde magnétique comprend une bobine 6 destinée à créer un champ magnétique. La bobine est enroulée autour du conduit 2 secondaire. Le dispositif comprend encore des moyens 8b d'alimentation de la bobine 6 en courant d'intensité I constante ce qui produit un champ magnétique constant dans le conduit 2 secondaire dont les lignes de champs traversent longitudinalement le milieu et d'intensité B = ne0.1, avec n le nombre de spire de la bobine 6 et g0 la perméabilité magnétique du milieu. [0031] Dans ce mode de réalisation préféré, le dispositif comprend encore un capteur 7 à effet Hall qui produit un signal de tension VH en fonction de l'intensité B du champ magnétique. Le dispositif comprend encore des moyens 8a de détermination de la quantité de fluide traversant le conduit 2 secondaire, à partir du signal produit par le capteur 7 à effet Hall. Les moyens 8a de détermination de la quantité de fluide traversant le conduit 2 secondaire peuvent comprendre un compteur de la durée d'approvisionnement pour le calcul de la quantité de fluide. [0032] Au passage du fluide, la perméabilité magnétique du milieu, gO, varie, l'intensité I du courant d'alimentation de la bobine 6 étant constant, la variation de tension VH traduit directement la variation de perméabilité magnétique du milieu, gO, due à la présence du fluide. De plus, la vitesse d'écoulement du fluide étant stabilisée dans le conduit 2 secondaire, le signal de tension VH produit au passage du fluide par le capteur 7 à effet Hall des moyens 5 de détection est alors en corrélation avec le débit Q2 de passage du fluide. On peut aisément en déduire la quantité de fluide amenée par l'approvisionnement. [0033] A cet effet, le capteur 7 à effet Hall est relié à des moyens 8a de détermination de la quantité de fluide traversant le conduit 2 secondaire, à partir un signal de la tension VH produite par le capteur 7. [0034] Dans ce mode de réalisation, le dispositif peut comprendre encore des moyens 4 d'obturation, tel qu'un clapet, du conduit 1 primaire destinés à s'ouvrir à l'insertion du tube 9 d'approvisionnement en fluide dans le conduit 1 primaire et à se refermer à son retrait. Les moyens 4 d'obturation peuvent être reliés à des moyens 8c de détection de l'ouverture des moyens 4 d'obturation. [0035] Afin de limiter la consommation d'énergie, les moyens 8b d'alimentation en courant de la bobine 6 alimentent celle-ci uniquement quand les moyens 4 d'obturation sont détectés ouverts. [0036] Les différents moyens 8a, 8b, 8c peuvent être intégrés dans unité de contrôle électronique 8. Les informations peuvent circuler au moyen d'un réseau de type CAN. [0037] Dans une variante, il est prévu que le volume 3 de tranquillisation comprenne un capteur 10 de la hauteur H de fluide présent dedans. En effet, dans le cas où le débit d'approvisionnement 01 est variable d'un approvisionnement à un autre, la hauteur d'équilibre H pour laquelle le débit Q2 de passage du fluide dans le conduit 2 secondaire atteint le débit 01 d'approvisionnement du fluide est variable. La connaissance de la hauteur H permet d'en déduire la vitesse V2 stabilisée de passage de fluide dans le conduit 2 secondaire. Dans cette variante, les moyens 8a de détermination de la quantité de fluide traversant le conduit 2 secondaire sont donc adaptés pour déterminer la quantité de fluide traversant ledit dispositif en fonction de la hauteur, H, de fluide mesurée par le capteur 10. [0038] Dans une autre variante, afin d'affiner le calcul de la quantité de carburant apporté par l'approvisionnement, il est prévu qu'à cet effet les moyens 8a de détermination sont adaptés pour estimer la quantité de fluide introduite avant que ledit fluide dans le conduit 2 secondaire soit à la vitesse V2 stabilisée et d'ajouter cette quantité à celle déterminée pendant que le fluide dans le conduit 2 secondaire est à la vitesse stabilisée. [0039] L'invention permet de rendre possible le calcul précis de la quantité de carburant de base fournie, au moment exact où l'approvisionnement se produit et donc de procéder avec précision à une opération ultérieure la quantité d'additif à ajouter. [0040] L'invention permet de rendre possible au conducteur de vérifier en temps réel la quantité de carburant de base fournie au cours d'un approvisionnement, ce qui permet de repérer un écart, éventuellement frauduleux, par rapport à la quantité indiquée par la pompe distributrice. REVENDICATIONS1. Dispositif de détermination d'une quantité de fluide traversant ledit dispositif comprenant un conduit (1) primaire d'entrée du fluide et un conduit (2) secondaire de sortie du fluide par écoulement gravitaire, Caractérisé en ce qu'il comprend : - un volume (3) de tranquillisation disposé sur le trajet du fluide entre le conduit (1) primaire et le conduit (2) secondaire, - des moyens (5) de détection du passage du fluide dans le conduit (2) secondaire, - des moyens (8a) de détermination de la quantité de fluide traversant le conduit (2) secondaire, à partir d'un signal produit par les moyens (5) de détection, Le conduit (2) secondaire ayant de plus une section de passage prévue de sorte qu'au cours d'un approvisionnement en fluide à un débit (01) déterminé, du fluide s'accumule dans le volume (3) de tranquillisation, jusqu'à une hauteur (H) d'équilibre pour laquelle le débit (Q2) de passage du fluide dans le conduit (2) secondaire atteint le débit (01) d'approvisionnement du fluide, le fluide dans le conduit (2) secondaire ayant alors une vitesse (V2) stabilisée ce qui permet au signal produit au passage du fluide par les moyens (5) de détection d'être en corrélation avec le débit (Q2) de passage du fluide. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit (1) primaire et le conduit (2) secondaire forment un angle (a) compris entre 125Q et 145Q degrés. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (5) de détection du passage du fluide dans le conduit (2) secondaire comprennent une sonde magnétique. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la sonde magnétique comprend une bobine (6) destinée à créer un champ magnétique et un capteur (7) à effet Hall. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (8b) d'alimentation de la bobine (6) par un courant d'intensité (I) constante. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (4) d'obturation du conduit (1) primaire destiné à s'ouvrir à l'insertion d'un tube (9) d'approvisionnement en fluide dans le conduit (1) primaire et à se refermer à son retrait et des moyens (8c) de détection de l'ouverture des moyens (4) d'obturation. 7. Dispositif selon la revendication 6 avec la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens (8b) d'alimentation de la bobine (6) en courant alimentent celle-ci uniquement quand les moyens (4) d'obturation sont détectés ouverts. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volume (3) de tranquillisation comprend un capteur (10) de la hauteur (H) de fluide et en ce que les moyens (8a) de détermination sont adaptés pour déterminer la quantité de fluide traversant ledit dispositif en fonction de la hauteur (H) de fluide mesurée par le capteur (10). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (8a) de détermination sont adaptés pour estimer la quantité de fluide introduite avant que ledit fluide dans le conduit (2) secondaire soit à la vitesse (V2) stabilisée et d'ajouter cette quantité à celle déterminée pendant que le fluide dans le conduit (2) secondaire est à la vitesse stabilisée. 10. Véhicule à moteur équipé d'un réservoir de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes relié par son conduit (2) secondaire au réservoir de carburant.