Brevet FR3095695A1 — publié le 20201106

Description Titre de l'invention : Système et procédé d'identification d'un circuit fluidique [0001] La présente invention concerne un système (l'identification d'un circuit fluidique dans une machine de remplissage de fluide notamment dans les chaines d'assemblage automobile. Plus particulièrement, la présente invention concerne un système de remplissage et de test de circuits fluidiques comprenant un tel système d'identification (le circuit fluidique et un procédé d'identification d'un circuit fluidique permettant d'identifier le circuit fluidique connecté au système de remplissage ou de test dans le but d'appliquer ses caractéristiques de remplissage propres. [0002] Dans les chaincs de montage automobile, différents réservoirs ou circuits sont testés et remplis de fluides nécessaires au fonctionnement des automobiles. Des machines ou systèmes de remplissage réalisent ces fonctions pour un ou plusieurs fluides. Des adaptateurs spécifiques se connectent aux circuits fluidiques, souvent de façon étanche, via des connexions automatiques ou manuelles, intégrant des éléments électriques, hydrauliques et pneumatiques, de façon à assurer une liaison fluidique entre la machine de remplissage et les circuits fluidiques à remplir ou à tester. Un opérateur connecte et déconnecte les adaptateurs à chaque passage de véhicule. Initialement, un adaptateur spécifique permet de remplir un type de circuit de la voiture, liquide de frein, refroidissement moteur.... Lorsque plusieurs modèles de voitures sont montés dans l'usine, la distinction du volume à charger par circuit ou la composition du liquide est réalisée par l'identification du véhicule fournie par le réseau usine ou le numéro d'identification présent sur le véhicule. [0003] Ces derniers temps, les constructeurs automobiles développent des voitures avec plusieurs circuits de refroidissement distincts. Dans le cas des véhicules à moteur thermique, un second circuit de refroidissement est, par exemple, dédié à l'échangeur de refroidissement d'air suralimenté. Les différentes boucles de refroidissement font partie d'une stratégie de maitrisc de l'énergie dite de « therrno-management ». Avec l'arrivée des voitures électriques et hybrides, les circuits de refroidissement permettent de réguler la température des différents éléments tels que le moteur thermique, les différents moteurs électriques, les batteries... Par économie, les constructeurs utilisent, pour des circuits différents, les mêmes réservoirs avec les mêmes embouchures. Plusieurs adaptateurs du même type sont donc fournis pour remplir en séquentiel ou en simultané les circuits selon un temps de cycle à respecter. Cependant, ces circuits fluidiques n'ont pas les mêmes caractéristiques (volume, pression max). Il est donc important de ne pas inverser les adaptateurs qui se connectent indifféremment sur ces 2 circuits fluidiques de même type. Les erreurs de sélection entrainent des défauts de remplissage et donc des retouches à réaliser en dehors de la chainc de montage cc qui génère des coûts supplémentaires aux constructeurs. Des systèmes simples de détrompage peuvent être utilisés tels que des codes couleurs sur les adaptateurs et sur les réservoirs mais cela a un coût au niveau de la fabrication et il peut toujours subsister des erreurs de manipulation des opérateurs lors des cadences élevées. Lorsque le circuit nécessite un tirage au vide, il est également possible d'identifier le circuit en se basant sur le temps nécessaire pour atteindre le vide. On peut aussi compter le volume de gaz introduit dans le circuit lors d'une phase de test d'étanchéité. Cependant ces méthodes sont peu fiables lorsque les circuits ont des volumes différents de moins de 40% et peuvent être chronophages. [0004] La présente invention vise donc à pallier l'inconvénient précité, en proposant de fournir un système de remplissage et de test capable d'identifier le circuit sur lequel il est connecté. [0005] A cet effet, l'invention concerne un système de remplissage et de test d'au moins un circuit fluidique, notamment de systèmes de refroidissement de moteur, par au moins un fluide de remplissage comprenant un système d'identification acoustique du circuit fluidique à remplir. [0006] Selon des modes particuliers de réalisation, le dispositif comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : [0007] - le système d'identification acoustique comprend un capteur d'impédance acoustique apte à mesurer l'impédance d'entrée, un guide d'onde, une source couplée au guide d'onde et un module de traitement apte à enregistrer la signature acoustique renvoyée par le circuit fluidique, [0008] - le système d'identification acoustique comprend une unité de contrôle apte à dif- férencier les signatures acoustiques des circuits différents fluidiques, [0009] - le capteur d'impédance et sa source sont situés dans au moins un canal ou guide d'onde à l'intérieur de l'adaptateur de remplissage de sorte que le capteur d'impédance et sa source se trouvent à proximité de l'embouchure du circuit fluidique lorsque l'adaptateur est connecté audit circuit, [0010] - le capteur d'impédance est situé dans un canal de mesure et sa source dans un canal d'excitation distincts. [0011] - le ou les canaux disposent d'au moins un dispositif d'isolement fluidique entre le capteur, la source et le circuit fluidique, [0012] - le système d'identification acoustique est apte à déterminer le volume d'air présent dans le circuit fluidique dont le volume total est connu de sorte d'en déduire le volume de liquide présent. 3 [0013] L'invention concerne aussi un système de remplissage et de test d'un circuit destinée à remplir, notamment avec un même fluide, des circuits fluidiques notamment aux caractéristiques de contenances différentes, disposant d'au-moins un adaptateur de remplissage et comprenant une unité de pilotage apte à adapter les quantités de fluide à remplir selon les caractéristiques de contenance du circuit fluidique identifié par le système d'identification acoustique. Selon un mode particulier de réalisation, le système de remplissage est apte à délivrer sélectivement au moins des fluides et en cc que l'unité de pilotage est apte à sélectionner le fluide à remplir selon les caractéristiques du circuit fluidique identifié. [0014] L'invention concerne aussi un procédé d'identification d'un circuit fluidique utilisant le système de remplissage selon l'invention comprenant les étapes suivantes : [0015] Connexion de l'adaptateur sur le circuit fluidique, Emission d'une excitation acoustique par la source couplée au guide d'onde, Réception par le capteur d'impédance acoustique de la signature acoustique renvoyée par le circuit fluidique, Traitement du signal par le module de traitement et contrôle du signal par l'unité de contrôle, Identification du circuit fluidique et application des caractéristiques de remplissage dudit circuit fluidique par l'unité de pilotage. [0016] Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la des- cription qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et non limitative, en référence aux dessins annexés, sur lesquels les figures sont des représentations schématiques du système de remplissage et d'un adaptateur, incluant un système d'identification selon l'invention, et dont le fonctionnement illustre un procédé selon l'invention. [0017] [fig.1] La figure 1 est une représentation schématique d'un système de remplissage selon un mode de réalisation de l'invention connectée à un circuit, [0018] [fig.2] La figure 2 est une représentation schématique d'un adaptateur de remplissage selon un mode de réalisation de l'invention, [0019] [fig.3] La figure 3 est une illustration graphique de résultats permettant d'identifier les circuits fluidiques selon l'invention. [0020] La description des figures est réalisée pour le secteur automobile et en particulier sur une chaine de montage (non représentée) de véhicules automobiles. L'invention s'applique néanmoins à tous les secteurs impliquant le remplissage de fluides, notamment le secteur de l'énergie pour le remplissage des radiateurs électriques à fluides ou des circuits de climatisation (PAC). [0021] En référence aux figures 1 et 2, on décrit un système de de remplissage 100 permettant de transférer au moins un fluide dans un circuit fluidique 22 à partir d'une source de fluide 101. Le fluide est par exemple du liquide de refroidissement, d'huile ou de frein. Le fluide est transféré par l'intermédiaire d'une gaine 102, contenant notamment des conduits de remplissage et de pilotage, et un adaptateur de remplissage 1. L'adaptateur de remplissage 1 comprend au moins une vanne 11 pour le vide et le remplissage du fluide, un tube de remplissage 12, des lignes de vide 110, de remplissage 120 et de pilotage des vannes (non représentées). En opération, l'adaptateur de remplissage 1 est connecté hermétiquement à l'embouchure 21 d'un réservoir 22 du circuit fluidique 2 de la voiture 200. Selon l'invention, le système de remplissage 100 comprend un système d'identification acoustique 3. [0022] Le système d'identification acoustique 3 reprend les principes de mesure d'impédance acoustique Z décris dans J.-P. DALMONT 2001 Journal of Sound and Vibration 243 (3), 427-439, Acaustic impedance tneasuretnent, Part I : a review également dans .-P. DALMONT 2001 Journal of Sound and Vibration 243 (3), 427-439, A coustie impedance tneasuretnent, Part II : A new calihratiotz tnethod, et sur le document EP2933186 qui améliore la mesure d'impédance acoustique pour permettre de connaitre les caractéristiques intrinsèques des instruments à vent ou les caractéristiques d'absorption des matériaux. [0023] Selon l'invention, le système d'identification acoustique 3 permet d'identifier le circuit fluidique 2 sur lequel l'adaptateur 1 est branché selon ses caractéristiques acoustiques. En fonction du résultat de l'identification, le système d'identification acoustique 3 communique à une unité de pilotage 103 du remplissage qui valide ou modifie les paramètres du cycle de remplissage du circuit 2. Ce système d'identification acoustique 3 est composé d'une source 32 couplée à un guide d'ondes 31 ou canal de propagation des ondes, d'un capteur 30 pour mesurer l'impédance d'entrée Z du guide d'ondes 31, d'un module de traitement du signal 34 et d'une unité de contrôle 35. Avantageusement, le guide d'ondes 31, le capteur 30 et la source 32 sont situés dans l'adaptateur 1 pour être au plus près de l'embouchure 21 du circuit 2. La proximité permet d'améliorer la qualité du signal en réduisant la contribution parasite de la résonance du conduit de mesure. Une adaptation d'impédance peut être réalisée entre le conduit de mesure et le circuit fluidique. Une adaptation d'impédance se matérialise, par exemple, par une terminaison pavillonnaire. Le module de traitement 34 et l'unité de contrôle 35 sont situés dans le système de remplissage 100. [0024] Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le capteur acoustique 30 et la source 32 sont localisés dans au moins un guide d'onde ou canal 31 en communication avec le circuit fluidique 2 par son embouchure 21. Dans un autre mode de réalisation de l'invention illustré dans la figure 2, la source 32 est placée dans un canal distinct d'émission 312 et le capteur 30 est placé dans un guide d'onde ou canal de réception 310. Cette distinction permet d'éviter des perturbations du capteur 30 par la source 32. [0025] Lorsque le capteur 30 et la source 32 ne sont pas adaptés aux surpressions ou au contact avec le fluide, ceux-ci doivent être protégés des surpressions générées par le procédé de remplissage mais aussi du contact avec le fluide également fonction du type de procédé de remplissage (gavage). Pour cela les canaux 31, 310 et 312 intègrent des dispositifs d'isolement fluidique, par exemple des vannes pilotées 322 et 320. Les vannes 322 et 320 sont ouvertes avant le cycle de remplissage pour ne pas gêner la propagation des ondes acoustiques dans le circuit puis elles sont fermées pendant le cycle de remplissage. Le capteur 30 et la source 32 doivent être situés au plus près de l'embouchure 21 du circuit fluidique 2 pour éviter une prépondérance de la géométrie des canaux 31, 310 et 312 dans le résultat des mesures. La source 32 est par exemple une pastille piézo-électrique et le capteur d'impédance électrique 30 est par exemple un microphone. Le capteur 30 est relié au module de traitement 34 qui comprend des moyens de calculs numériques pour représenter les mesures réalisées par le capteur 30 de l'impédance acoustique générée par la source 32 et le circuit fluidique 2. [0026] L'invention vise donc à identifier le circuit fluidique 2, par sa signature acoustique, sur lequel l'adaptateur 1 est branché. Une première étape d'apprentissage de la signature acoustique est nécessaire sur la ligne de montage automobile pour chaque type de circuit fluidique à identifier. On branche l'adaptateur 1 sur l'embouchure 21 du circuit fluidique 2, le module d'accrochage 13 agrippe l'embouchure 21 pour une connexion étanche avec le circuit fluidique 2. La source 30 est alors excitée et émet un signal acoustique ou charge, par exemple un chirp ou un set de sinus qui se propage dans le circuit fluidique 2 par le canal 31. Dans le même temps, le capteur acoustique 30 mesure la réponse du circuit fluidique 2 sous la forme d'une pression acoustique. Ce signal temporel est alors converti dans le domaine fréquentiel pour une analyse spectrale et une analyse directe des fréquences de résonnances ou est traité avec le signal d'excitation pour en extraire l'impédance. [0027] Le module de traitement 34 enregistre les données fournies par le capteur 30 et génère une courbe ayant l'amplitude de l'impédance IZI (dB) comme ordonnée et la fréquence F (Hz) comme abscisse. La plage de fréquences d'utilisation du capteur d'impédance acoustique 30 s'étend de quelques Hertz à environ 6 kHz. Les signatures acoustiques de deux circuits fluidiques 2 ayant chacun un réservoir 22 identique mais des canaux différents sont alors représentées sur la figure 3 par les courbes A et B représentant leurs caractéristiques intrinsèques, par exemple la position de pics à certaines fréquences. Selon certaines plages de fréquences, on peut remarquer des différences significatives au niveau des pics d'impédance AI, A2, A3, BI, B2 et B3. [0028] Les résultats obtenus par le module de traitement 34 sont exploités par l'unité de contrôle 35 qui stocke les caractéristiques ou signatures des différents circuits fluidiques. En utilisation, après le verrouillage de l'adaptateur de remplissage sur 6 l'embouchure 21, le même signal est envoyé par le système d'identification acoustique 3. Le signal reçu est retraité par le module de traitement 34 puis comparé par l'unité de contrôle 35 aux modèles déjà en mémoire. Selon le résultat de la comparaison, le système d'identification acoustique 3 indique à l'unité de pilotage 103 du système de remplissage 100 quel circuit fluidique est raccordé à l'adaptateur de remplissage 1. L'unité de pilotage 103 peut être configure° pour remonter une alerte si l'adaptateur de remplissage 1 a été monté sur le mauvais réservoir 22. Elle peut également modifier les consignes de remplissage (volume, pression, composition) pour s'adapter au circuit fluidique identifié. [0029] Selon un autre exemple de réalisation de l'invention, plusieurs sources 32 et plusieurs capteurs 30 peuvent être utilisés dans un système d'identification acoustique 3. Chacun de ces éléments peut être disposé dans un canal 31 dédié ou dans des canaux dédiés aux capteurs 30 et aux sources 32. La configuration est cependant contrainte par la taille de l'adaptateur et la place disponible pour installer ces éléments. Plus il y aura de capteurs 30 et sources 32, meilleure sera l'analyse. Cependant un couple capteur 30 et source 32 est suffisant pour réaliser l'identification d'un circuit fluidique 2 d'une voiture dans un temps très court compatible avec les temps de cycle observés sur les chaines d'assemblage automobiles. [0030] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le système d'identification acoustique 3 peut déterminer le volume libre, ou volume d'air, dans le circuit fluidique 2. A partir du volume total du circuit fluidique connu, cela permet d'identifier le volume de liquide résiduel dans le circuit fluidique. Il peut s'agir d'un test avant une opération de remplissage, après une opération de remplissage interrompue ou en fin de cycle pour vérifier la bonne réalisation de l'opération. Pour cela, la méthode utilisée est la même que précédemment et l'unité de contrôle 35 va comparer les caractéristiques du circuit fluidique 2 analysé avec les caractéristiques initiales du circuit fluidique vide. Pour faciliter la mise en oeuvre de la solution, un étalonnage permet d'identifier et d'enregistrer les différents états acoustiques du circuit fluidique 2 en fonction de son niveau de remplissage de liquide. Les différents états sont analysés et leurs caractéristiques propres sont identifiés. Lors des tests, l'unité de contrôle 35 compare le signal reçu aux signaux en mémoire et compare les caractéristiques saillantes pour identifier la courbe correspondant à l'état de remplissage du circuit fluidique 2. [0031] Le module de traitement 34 et l'unité de contrôle 35 peuvent être confondus dans une même unité. 7 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] REVENDICATIONSSystème dc remplissage et de test (100) d'au moins un circuit fluidique (2), notamment dc refroidissement de moteurs, par au moins un fluide de remplissage, comprenant au moins un adaptateur de remplissage (1) destiné à être connecté sur le au moins un circuit fluidique (2) caractérisé en cc qu'il comprend un système d'identification acoustique (3) du au moins un circuit fluidique (2) à remplir. Système dc remplissage et de test (100) selon la revendication 1, caractérisé en cc que le système d'identification acoustique (3) comprend un capteur (30) d'impédance acoustique apte à mesurer l'impédance d'entrée (Z), un guide d'onde (31), une source (32) couplée au guide d'onde et un module de traitement (34) apte à enregistrer la signature acoustique renvoyée par le circuit fluidique (2) connecté audit adaptateur (1). Système de remplissage et de test (100) selon la revendication 2 caractérisé en ce que le système d'identification acoustique (3) comprend une unité de contrôle (35) apte à différencier les signatures acoustiques de différents circuits fluidiques (2). Système de remplissage et de test (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le capteur (30) d'impédance et sa source (32) sont situés dans au moins un canal ou guide d'onde (31) à l'intérieur de l'adaptateur de remplissage (1) de sorte que le capteur (30) d'impédance et sa source (32) se trouvent à proximité de l'embouchure (21) du circuit fluidique (2) lorsque l'adaptateur (1) est connecté audit circuit (2). Système de remplissage et de test (100) selon la revendication 4 caractérisé en ce que le capteur (30) d'impédance est situé dans un canal (310) de mesure et sa source (32) dans un canal d'excitation (312) distincts. Système de remplissage et de test (100) selon l'une quelconque des revendications 4 et 5 caractérisé en ce que le ou les canaux (31,310,312) disposent d'au moins un dispositif d'isolement fluidique (320, 322) entre le capteur (30), la source (32) de sorte de les isoler du circuit fluidique (2) lorsque l'adaptateur (1) est connecté audit circuit (2). Système de remplissage et de test (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système d'identification acoustique (3) est apte à déterminer le volume d'air présent dans le circuit fluidique (2) dont le volume total est connu de 8 [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] sorte d'en déduire le volume de liquide présent. Système de remplissage et de test (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, destiné à remplir, avec un même fluide, des circuits fluidiques (2) aux caractéristiques de contenances différentes, caractérisé en cc qu'il comprend une unité de pilotage (103) apte à adapter les quantités de fluide à remplir selon les caractéristiques de contenance du circuit fluidique (2) identifié par le système d'identification acoustique (3). Système de remplissage et de test (100) selon la revendication 8, destiné à remplir des circuits fluidiques (2) différents et destinés à recevoir des fluides différents, caractérisé en ce qu'il est apte à délivrer sélectivement au moins un des fluides et en ce que l'unité de pilotage (103) est apte à sélectionner le fluide à remplir selon les caractéristiques du circuit fluidique (2) identifié. Procédé d'identification d'un circuit fluidique (2) utilisant un système de remplissage et de test (100) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, comprenant les étapes suivantes : - Connexion de l'adaptateur (1) sur le circuit fluidique (2), - Emission d'une excitation acoustique par la source (32) couplée au guide d'onde (31), - Réception par le capteur (30) d'impédance acoustique de la signature acoustique renvoyée par le circuit fluidique (2), - Traitement du signal par le module de traitement (34) et contrôle du signal par l'unité de contrôle (35), - Identification du circuit fluidique (2) et application des caractéristiques de remplissage dudit circuit fluidique (2) par l'unité de pilotage (103).