FR2665536A1 - Dispositif de detection des proprietes d'un liquide. - Google Patents
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Abstract
Un dispositif pour la détection du contenu d'un liquide peut détecter le contenu de composants de liquide tels qu'un alcool dans un liquide mélangé avec un degré élevé de précision à tout moment dans toute la plage de température de fonctionnement dans laquelle le dispositif est utilisé. Un capteur d'indice de réfraction capte l'indice de réfraction d'un mélange liquide qui comporte N types de composants liquides. Des moyens d'identification du type de liquide identifient le type de chacun des composants liquides. Un capteur de température capte la température du mélange de liquide. Un calculateur de contenu de liquide stocke à l'avance une caractéristique d'indice de réfraction dépendant de la température pour différents types de liquides incluant les composants du liquide. Le calculateur du contenu de liquide peut être utilisé pour sélectionner la caractéristique d'indice de réfraction dépendant de la température pour chacun des composants du liquide, et pour calculer le contenu des composants liquides dans le mélange liquide sur la base des caractéristiques ainsi sélectionnées d'indices de réfraction dépendant de la température pour les composants du liquide et des indices de réfraction du mélange liquide, qui sont captés par le capteur d'indice de réfraction à (N-1) températures différentes.
Description
DISPOSITIF DE DETECTION DES PROPRIETES D'UN
LIQUIDE
La présente invention concerne un dispositif pour détecter une propriété d'un liquide tel qu'un carburant contenant une pluralité de composants liquides sans qu'il y ait contact avec lui Plus particulièrement, elle concerne un dispositif pour détecter le contenu de composants liquides tels que l'essence, l'alcool, etc, contenus dans un carburant tel que celui
utilisé pour des moteurs de véhicules.
Ces dernières années, l'utilisation d'un carburant pour véhicules comprenant de l'essence mélangée à de l'alcool est devenue populaire dans plusieurs pays, y compris les Etats-Unis, les pays d'Europe, etc, afin de réduire la consommation de pétrole. Cependant, si ce carburant contenant de l'alcool est utilisé pour des moteurs acceptant un carburant à essence qui forme un mélange air carburant ayant un rapport stoechiomé 6 trique air/carburant permettant la bonne combustion, le rapport air/carburant d'un mélange fait de carburant contenant de l'alcool devient plus faible que celui du carburant à l'essence, du fait que le rapport stoechiométrique air/carburant est plus faible pour un carburant contenant de l'alcool que pour un carburant a essence ne contenant pas d'alcool Pour cette raison, le contenu en alcool dans un carburant en contenant est détecté de sorte que les éléments de commande du moteur tels qu'un injecteur de carburant et autres sont commandés selon le contenu en alcool ainsi détecté pour régler convenablement le rapport air/carburant, la synchronisation de l'allumage, etc, afin d'obtenir une bonne
combustion du carburant.
Nous allons maintenant décrire un exemple typique d'un dispositif conventionnel de détection
des propriétés d'un carburant.
La figure 6 illustre le montage général d'un dispositif de détection des propriétés d'un carburant décrit dans le Modèle d'Utilité Japonais N O 62-81064 mis à disposition du public Dans cette figure, le dispositif conventionnel de détection des propriétés d'un carburant comporte un capteur d'indice de réfraction, désigné de manière générale par la référence 101, pour capter l'indice de réfraction d'un carburant liquide sans entrer en contact avec lui, un calculateur d'indice de réfraction 102 pour calculer l'indice de réfraction du carburant en se basant sur le signal de sortie du capteur 101, un capteur de température 103 pour capter la température du carburant dans le capteur d'indice de réfraction 101 et pour générer un signal de sortie correspondant, et un calculateur du contenu en alcool 104 pour calculer le contenu en alcool du
carburant.
Comme illustré en détail dans la figure 6, le capteur d'indice de réfraction 101 comporte un boîtier 115; à des extrémités opposées de ce boîtier, un émetteur de lumière 111 et un récepteur de lumière 113 sont placés en opposition et se font face, de sorte que la lumière 117 émise par l'émetteur de lumière 111 traverse un guide de lumière cylindrique 112 en direction du récepteur
de lumière 113.
Le boîtier 115 a un intérieur creux 116 sous forme d'un passage de carburant, un orifice d'entrée 118 pour introduire un carburant liquide dans le passage de carburant 116, et un orifice de sortie 119 pour évacuer le carburant à l'extérieur du passage de carburant 116 Ainsi, un carburant entre dans le boîtier 115 par l'orifice d'entrée 118, s'écoule autour du guide de lumière cylindrique 112 dans le passage d'écoulement 116 et sort du boîtier 115 par l'orifice de sortie 119. La surface périphérique extérieure du guide de lumière cylindrique 112 est supportée de manière étanche à ses extrémités opposées par les parois d'extrémité opposées du boîtier 115 grâce à une paire de joints annulaires 114 qui servent à éviter la fuite de carburant depuis l'intérieur du boîtier 115 vers l'extérieur par la périphérie extérieure du guide de lumière 112 et les parois
d'extrémités opposées du boîtier 115.
Le calculateur d'indice de réfraction 102 est connecté à l'émetteur de lumière 111 et au récepteur de lumière 113 pour calculer l'indice de réfraction du carburant dans le passage de carburant 116 dans le boîtier 115 en se basant sur le signal de sortie émis par le récepteur de lumière 113 et qui génère un signal de sortie correspondant vers le calculateur de contenu d'alcool 104 De manière spécifique, le calculateur d'indice de réfraction 102 calcule l'indice de réfraction du carburant sur la base d'un changement ou d'une différence entre la quantité de lumière émise par l'émetteur de lumière 111 et celle reçue par le récepteur de
lumière 113.
Le capteur de température 103 sous forme d'un thermistor est monté sur le boîtier 115 pour capter la température du carburant dans le passage de carburant 116 dans le boîtier 115 et pour générer un signal de sortie correspondant vers le
calculateur de contenu d'alcool 104.
En se basant sur le signal de sortie du calculateur d'indice de réfraction 102 et sur le signal de sortie du capteur de température 103, le calculateur de contenu d'alcool 104 calcule le contenu d'un alcool présent dans le carburant dans
le passage de carburant 116.
La figure 7 illustre la caractéristique de sortie du calculateur d'indice de réfraction 102, et la figure 8 illustre la relation entre le contenu en alcool et l'indice de réfraction à une température de 20 c C, un carburant dont l'indice de réfraction doit être détecté comprenant de l'essence normale ou super et un
alcool sous forme de méthanol ajouté à celle-ci.
On va décrire ci-dessous le fonctionnement du dispositif ci-dessus de détection des propriétés d'un carburant Comme illustré dans la figure 6, l'émetteur de lumière 111 émet des faisceaux lumineux 117 dans le guide de lumière cylindrique 112 selon un grand angle conique, lesquels faisceaux sont réfléchis à l'interface ou surface limite entre le carburant, dont l'indice de réfraction est N Df, dans le passage de carburant 116 dans le boîtier 115, et la surface périphérique extérieure du guide de lumière cylindrique 112, dont l'indice de réfraction est N Dr, selon des angles de réfraction qui dépendent des angles d'incidence des faisceaux lumineux respectifs 117 Ainsi, une partie de la lumière 117 provenant de l'émetteur de lumière 111 est réfléchie sur la surface limite et pénètre dans le corps de carburant dans le passage de carburant 116, alors que le reste de la lumière 117 est réfléchi sur la surface limite dans l'intérieur du guide de lumière cylindrique 112 et est reçu par
le récepteur de lumière 113.
A ce propos, l'angle critique ou angle minimum d'incidence, auquel les faisceaux lumineux 117 provenant de l'émetteur de lumière 111 incidents à la surface limite sont totalement réfléchis dans l'intérieur du guide de lumière cylindrique 112, est appelé l'angle de réflexion totale Or, et on a la relation suivante entre l'angle de réflexion totale Or et les indices de réfraction N Df, N Dr du carburant et le guide de lumière 112: sin Or = N Df/N Dr Ainsi, tous les faisceaux lumineux ayant des angles d'incidence supérieurs à l'angle de réfraction totale Or sont réfléchis sur la surface limite dans l'intérieur du guide de lumière 112 et
sont reçus par le récepteur de lumière 113.
L'indice de réfraction N Df du carburant mélangé à l'alcool varie conformément au contenu Cm en alcool du carburant, de sorte que l'angle de réfraction totale Or change de manière correspondante en fonction du contenu en alcool Cm Ainsi, la quantité de lumière reçue par le récepteur de lumière 113 change en fonction du contenu du carburant en alcool Cm Pour cette raison, le récepteur de lumière 113 comprend un élément tel qu'un phototransistor qui génère un courant électrique ayant une amplitude proportionnelle à la quantité de lumière reçue Le courant ainsi généré est envoyé au calculateur d'indice de réfraction 102 o il est converti en une tension correspondante proportionnelle à la quantité de lumière reçue par le récepteur de
lumière 113.
Maintenant, on considère le cas o le carburant devant être analysé comprend de l'essence sous forme d'une essence ordinaire mélangée à du méthanol, le guide de lumière cylindrique 112 étant formé d'un verre optique BK 7 ayant un indice de réfraction de 1,52 Dans ce cas, comme le montre clairement la figure 8, l'angle de réfraction totale Or de l'essence ordinaire (c'est-à-dire un carburant comprenant de l'essence ordinaire ne contenant pas de méthanol (Mo)> à température ambiante, qui a un indice de réfraction d'environ 1,42, est d'environ 69 degrés, alors que le méthanol (c'est-à-dire un carburant comprenant 100 % de méthanol et ne contenant pas d'essence (M 100) à température ambiante qui a un indice de réfraction de 1,33, est de 49 degrés Comme le montre la, figure 8, plus le contenu en alcool Cm est important dans l'essence, plus l'indice de réfraction N Df du mélange carburant-alcool est faible et donc plus l'angle de réfraction totale Or est faible C'est pourquoi, au fur et à mesure que le contenu en alcool Cm dans de l'essence ordinaire augmente, des faisceaux lumineux 117 projetés à partir de l'émetteur de lumière 111 selon un angle conique croissant de projection peuvent atteindre le récepteur de lumière 113, de sorte que la quantité de lumière reçue par le récepteur de lumière 113 augmente Ainsi, la sortie VND du calculateur d'indice de réfraction 102 décroît en proportion inverse de l'indice de réfraction croissant N Df du carburant, comme le montre
clairement la figure 7.
Comme le contenu en alcool Cm dans le carburant est inversement proportionnel à l'indice de réfraction N Df de celui-ci, comme illustré dans la figure 8, le calculateur du contenu d'alcool 104 calcule, en se basant sur la sortie VND du calculateur d'indice de réfraction 102, le contenu d'alcool Cm et génère un signal de sortie correspondant Dans ce cas, cependant, l'indice de réfraction ND du carburant varie avec sa température, c'est-à-dire de manière inversement
proportionnelle à la température du carburant.
Ainsi, le capteur de température 103 capte la température Tf du carburant mélangé à l'alcool et génère une sortie correspondante vers le calculateur de contenu d'alcool 104 qui modifie, en se basant sur la température du carburant Tf, le contenu d'alcool Cm, qui est calculé auparavant à partir du signal de sortie VND du capteur d'indice de réfraction 2, afin de fournir un contenu en alcool correct V m compensé pour la température. Cependant, avec le dispositif conventionnel décrit ci-dessus, en cas de carburant mélangé comprenant une pluralité de types d'essence mélangés à un alcool tel que, par exemple, un carburant composé d'essence ordinaire, d'essence super et d'un alcool, on aura une erreur dans le contenu d'alcool V Cm calculé de la manière indiquée ci-dessus, qui peut devenir A Cm au maximum, comme illustré dans la figure 8 Ceci s'explique par le fait qu'il y a une différence entre les indices de réfraction de l'essence
ordinaire et de l'essence super.
En outre, on a une variation de la dépendance à la température des indices de réfraction de différents types de carburants ou de différents composants de carburants, de sorte qu'il est extrêmement difficile de détecter exactement le contenu d'un alcool ou d'un composant liquide dans un mélange de carburant
parmi une variété de types de carburants.
De ce fait, dans les cas o un carburant mélangé comprenant de l'essence ordinaire et un alcool est mélangé avec de l'essence super, il risque de devenir pratiquement impossible de commander convenablement le moteur en ajustant précisément le rapport air/carburant d'un mélange fourni au moteur, la synchronisation de l'allumage, la quantité d'injection de carburant
et autres.
La présente invention entend ainsi pallier les problèmes décrits cidessus rencontrés avec le dispositif conventionnel de détection des
propriétés d'un carburant.
Un des objectifs de l'invention consiste à fournir un dispositif nouveau et amélioré pour la détection du contenu d'un liquide qui peut détecter le contenu de composants liquides tels qu'un alcool dans un carburant mélangé avec un grand degré de précision à tout moment dans toute la plage de température de fonctionnement dans
laquelle le dispositif est utilisé.
Pour réaliser l'objectif ci-dessus, selon la présente invention, on réalise un appareil de détection du contenu d'un liquide comprenant: un capteur d'indice de réfraction pour capter l'indice de réfraction d'un mélange liquide qui comporte N types de composants liquides; des moyens d'identification de types de liquides pour identifier le type de chacun des composants liquides; un capteur de température pour capter la température du mélange liquide; et un calculateur du contenu du liquide pour stocker par avance une caractéristique d'indices de réfraction dépendant de la température pour différents types de liquides incluant les composants du liquide, le calculateur de contenus du liquide pouvant être utilisé pour sélectionner la caractéristique d'indice de réfraction dépendant de la température pour chacun des composants du liquide, et pour calculer le contenu des composants liquides du mélange liquide sur la base des caractéristiques ainsi sélectionnées d'indices de réfraction dépendant de la température pour les composants du liquide et des caractéristiques d'indices de réfraction du mélange liquide, qui sont captées par le capteur d'indice de réfraction à des températures
différentes (N 1).
L'objectif ci-dessus ainsi que d'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention
apparaîtront plus clairement dans la description
détaillée ci-dessous d'un petit nombre de modes de réalisation préférés de l'invention en se référant aux dessins joints, ou: la figure 1 est un schéma illustrant la conception générale d'un dispositif de détection des propriétés d'un liquide selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est un organigramme illustrant le processus de calcul d'un contenu en alcool réalisé par le dispositif de la figure 1; la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 1, mais illustrant un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 1, mais illustrant un mode de réalisation supplémentaire de l'invention; la figure 5 est une vue caractéristique illustrant la relation entre l'indice de réfraction et la température d'un carburant; la figure 6 est une vue illustrant un exemple d'un dispositif conventionnel pour la détection du contenu d'un carburant avec un capteur d'indice de réfraction illustré en coupe; la figure 7 est une vue illustrant la caractéristique du signal de sortie d'un calculateur d'indice de réfraction de la figure 6; et la figure 8 est une vue caractéristique illustrant un -exemple de la caractéristique du contenu en alcool par rapport à l'indice de
réfraction.
Dans les figures, les parties identiques ou correspondantes sont identifiées par les mêmes symboles. On va maintenant décrire quelques modes de réalisation préférés de la présente invention en détail en se référant aux dessins joints Par la
suite, dans le but de simplifier la description,
la présente invention sera décrite telle qu'utilisée pour détecter le contenu des composants de carburant dans un carburant utilisé
dans un moteur de véhicule automobile.
La figure 1 à laquelle on se réfère illustre un dispositif de détection des propriétés d'un liquide conçu selon un premier mode de réalisation de l'invention Le dispositif illustré comporte un capteur d'indice de réfraction 1 pour capter l'indice de réfraction d'un liquide qui se présente, dans ce mode de réalisation, sous la forme d'un carburant et pour générer un signal de sortie correspondant, un calculateur d'indice de réfraction 2 pour calculer l'indice de réfraction 1 1 du liquide en se basant sur le signal de sortie du capteur d'indice de réfraction 1 et pour calculer un signal de sortie correspondant de la même manière, un capteur de température 3 pour capter la température du liquide dans le capteur d'indice de réfraction 1 et pour générer un signal de sortie correspondant de manière analogue, et un calculateur de contenu du liquide 4 pour calculer le contenu des composants liquides dans le liquide en se basant sur le signal de sortie envoyé par le calculateur d'indice de réfraction 2 et sur le signal de sortie envoyé par le capteur de température 3 Dans ce mode de réalisation, le capteur d'indice de réfraction 1, le calculateur d'indice de réfraction 2 et le capteur de température 3 peuvent être les mêmes que les éléments 101 à 103 respectivement, dans la figure 6, mais le calculateur de contenu du liquide 4 est différent en conception et en fonctionnement par rapport à l'élément correspondant 104 sur la
figure 6.
De manière spécifique, le calculateur de contenu du liquide 4 comprend un convertisseur analogique/numérique (A/N) 41 pour convertir le signal de sortie VND du calculateur d'indice de réfraction 2 et le signal de sortie Tf du capteur de température 3 de la forme analogique à la forme numérique, un port d'entrée 42, un microprocesseur 43, une ROM 44, une RAM 45, un port de sortie 46
et un convertisseur digital/analogique (D/A) 47.
Le signal de sortie VND du calculateur d'indice de réfraction 2 et le signal de sortie Tf du capteur de température 3 sont envoyés au convertisseur A/N 41 ou ils sont convertis de la forme analogique à la forme numérique Les signaux de sortie numérisés du convertisseur A/N 41 sont envoyés au port d'entrée 42 Le port d'entrée 42, le microprocesseur 43, la ROM 44, la RAM 45 et le port de sortie 46 sont interconnectés les uns aux autres par un bus de transmission de données pour réaliser des transmissions de données ou de
signaux entre eux.
Le signal de sortie provenant du port de sortie 46 est converti de la forme numérique à la forme analogique par le convertisseur N/A 47 pour envoyer un signal de sortie analogique V Cm représentatif du contenu d'un composant liquide tel qu'un contenu en alcool dans un liquide ou un carburant. Le dispositif de la figure 1 comporte en outre un système d'alimentation en carburant comprenant un réservoir de carburant 5 pour stocker un carburant qui est brûlé dans le moteur d'un véhicule, un orifice d'alimentation en carburant 6 ménagé dans une partie de la carrosserie du véhicule et est connecté au réservoir de carburant 5 par un conduit d'alimentation en carburant 5 a, et un capteur d'alimentation en carburant 7 sous la forme d'un interrupteur fixé à un couvercle 6 a, qui ferme l'orifice d'alimentation en carburant 6, pour capter l'ouverture et la fermeture du couvercle 6 a et envoyer un signal de sortie correspondant au port d'entrée 42 du calculateur de contenu du liquide 4 Au lieu de capter le fonctionnement du couvercle 6 a, le capteur d'alimentation en carburant 7 peut être conçu pour capter l'ouverture et la fermeture d'un couvercle (non illustré) qui est fixé à une extrémité du conduit
d'alimentation en carburant 5 a.
Un panneau de sélection du type de carburant 8 est monté sur le dessus du volant 9 du véhicule de sorte que le conducteur peut manipuler le panneau 8 pour entrer des informations sur le type de carburant fourni au réservoir de carburant par l'orifice d'alimentation en carburant 6 ainsi que pour indiquer au conducteur des informations nécessaires telles que la présence d'un liquide comme de l'alcool dans le carburant à partir du port de sortie 46 du calculateur de
contenu du liquide 4.
On va ensuite décrire le fonctionnement de ce mode de réalisation Tout d'abord, le capteur d'indice de réfraction 1 capte l'indice de réfraction d'un carburant envoyé du réservoir de carburant 5 au capteur d'indice de réfraction 1 de la même manière que pour le capteur 101 de la figure 6 et envoie un signal de sortie correspondant au calculateur d'indice de réfraction 2 qui calcule l'indice de réfraction du carburant en se basant sur le signal de sortie du capteur d'indice de réfraction 1 et envoie un signal de sortie VND représentatif de l'indice de réfraction ainsi calculé de la même manière que pour le calculateur 102 de la figure 6 Le signal de sortie VND du calculateur d'indice de réfraction 22 sous forme analogique est envoyé au convertisseur A/N 41 du calculateur de contenu du liquide 4 o il est converti sous forme numérique puis lu par le microprocesseur 43 via le port
d'entrée 42.
D'autre part, le capteur de température 3 capte la température du carburant dans le capteur d'indice de réfraction 1 et envoie un signal de sortie correspondant Tf sous forme analogique qui est de la même manière entré dans le convertisseur A/N 41, converti par ce dernier sous forme numérique et lu par le micro-ordinateur 43 via le
port d'entrée 42.
De la même manière, le signal de sortie de l'interrupteur d'alimentation de carburant 7 représentatif de l'apport de nouveau carburant dans le réservoir de carburant 5 ainsi qu'un signal d'information provenant du panneau de sélection du type de carburant 8 indicatif du type de nouveau carburant versé dans le réservoir de carburant 5 sont entrés dans le port d'entrée 42 du calculateur de contenu du liquide 4 et lus par le microordinateur 43 A l'inverse, des informations telles que le contenu d'un composant de liquide ou de carburant dans le carburant stocké dans le réservoir de carburant 5, qui proviennent du micro-ordinateur 43, sont renvoyées au panneau de sélection du type de carburant 8
pour y donner une indication correspondante.
En se basant sur les différentes données introduites via le port d'entrée 42, le microprocesseur 43 réalise des calculs opérationnels pour fournir le contenu d'un liquide tel que de l'alcool contenu dans le carburant du réservoir 5, conformément à l'organigramme de la
figure 2.
On va maintenant décrire un exemple de calcul de ce contenu de liquide dans un carburant en faisant particulièrement référence à la figure 2 Dans ce cas, on suppose que le carburant se compose d'essence ordinaire et d'essence super
mélangées à un alcool sous forme de méthanol.
Tout d'abord, à l'étape 5100, le nombre n et les types de composants de carburant qui sont, dans cet exemple, de l'essence ordinaire, de l'essence super et du méthanol, sont entrés à la main à partir du panneau de sélection du type de carburant 8 dans le microprocesseur 43 via le port d'entrée 42 Puis, à l'étape 5101, le signal de sortie de l'interrupteur d'alimentation en carburant 7 est lu via le port d'entrée 42 dans le microprocesseur 43 o on détermine s'il est temps de faire un apport de carburant dans le réservoir Si c'est le cas, le microprocesseur 43 envoie un signal correspondant au panneau de sélection du type de carburant 8, de manière à remettre à niveau le contenu indiqué ou affiché sur le panneau et demander, en même temps, par instructions visuelles ou vocales, au conducteur d'entrer grâce au panneau de sélection du type de carburant 8 des information sur le type de composant de carburant alimenté dans le carburant 5. Lorsque le conducteur règle ou entre le type f d'un composant de carburant devant être alimenté en manipulant le panneau de sélection du type de carburant 8, le programme passe à l'étape 5102 o on détermine si le type f de carburant en cours d'alimentation est l'un de ceux déjà stockés dans la RAM 45 Si ce n'est pas le cas, le type f de carburant en cours d'alimentation est déterminé comme étant un nouveau type et stocké comme tel
dans la RAM 45.
Plus concrètement, par exemple, supposons que le carburant déjà versé ou versé auparavant dans le réservoir 5 avant l'apport d'un nouveau composant se compose d'un mélange d'essence ordinaire et de méthanol, et que de l'essence super est ajoutée au mélange Dans ce cas, l'apport d'un nouveau carburant sous la forme d'essence super est stocké à nouveau dans la RAM 45 Si, toutefois, de l'essence super a déjà été mélangée dans le carburant se trouvant dans le réservoir 5, l'étape 5102 est inutile et est sautée. Si, dans les étapes 5101 et 5102, on détermine que les types de composants de carburant contenus dans le réservoir de carburant 5 sont de l'essence ordinaire, de l'essence super et du méthanol, alors, à l'étape 5103, un indice de captation de la température du carburant i est mis sur " 1 " Puis, dans l'étape 5104, la température Tfi du mélange de carburant est lue et, dans l'étape 5105, on détermine si la température Tfi ainsi lue est égale à une température déjà lue
auparavant Tfi-1.
Si la réponse est positive à l'étape 5105, le programme revient à l'étape 5104 pour former une boucle afin de lire à nouveau la température Tfi A ce stade, le programme ne se rend à l'étape 5106, o l'indice de réfraction N Dfi du mélange de carburant est lu, que si la réponse à l'étape 5105 est négative (c'est-à-dire si la température la plus récente Tfi n'est pas égale à la température antérieure Tfi-1) Puis, à l'étape 5107, parmi différentes caractéristiques de températures des composants de carburant qui sont stockées dans la ROM 44, les caractéristiques de température des trois composants de carburant d'abord réglées ou sélectionnées (par exemple N = 3) sont lues A l'étape 5108, en utilisant la relation entre l'indice de réfraction et la température des composants de carburant tel qu'illustré dans la figure 5, les indices de réfraction N Dgi, N Dpi et N Dmi de l'essence ordinaire, de l'essence super et du méthanol à une température de Tfi sont calculés comme suit N Dgi = N Dg O ( 1ag (Tfi TO)) N Dpi = N Dp O ( 1 ap (Tfi TO)) N Dmi = N Dm O ( 1 am (Tfi TO)) o N Dgo, N Dpo et N Dmo sont les indices de réfraction de l'essence ordinaire, de l'essence super et du méthanol respectivement, à une température de référence prédéterminée; et ag, ap et am sont les coefficients de température des indices de réfraction de l'essence ordinaire, de
l'essence super et du méthanol respectivement.
Ainsi, pour les caractéristiques des indices de réfraction par rapport à la température, il suffit de stocker des valeurs caractéristiques en deux
points pour chaque type de carburant.
Ensuite, à l'étape 5109, l'indice capteur de température du carburant i est comparé au nombre N de types de composants de carburant moins 1 (n-1) (dans cet exemple N = 3) Si i<n-1, alors à l'étape 5110, l'indice i est incrémenté de " 1 " et les étapes 5104 à 5108 sont réalisées à la suite. De cette manière, l'indice de réfraction N Dfl du mélange de carburant et les indices de réfraction N Dg 1, N Dp 1 et N Dm 1 à une température de Tfl ainsi que les indices N Df 2, N Dg 2, N Dp 2 et
N Dm 2 à une température de Tf 2 sont déterminés.
Enfin, à l'étape 5111, sur la base des valeurs déterminées ci- dessus, le contenu en alcool Cm dans le mélange de carburant est donné comme une solution du sytème d'équation linéaire ci-dessous à deux inconnues: (N Dm 1 N Dg 1)Cm + (N Dp 1N Dg 1)Cp + N Dgl = N Df 1 (N Dm 2 N Dg 2)Cm + (N Dp 2 N Dg 2)Cp + N Dg 2 = N Df 2 o Cp est le contenu en essence super dans le
mélange de carburant.
Le contenu en alcool Cm ainsi obtenu est entré via le port de sortie 46 dans le convertisseur N/A 47 o il est converti de la forme numérique à la forme analogique pour obtenir
une tension de sortie analogique V Cm.
Dans ce cas, bien que non illustré, si le contenu d'essence super Cp est également envoyé sous forme de signal de sortie par le calculateur decontenu du liquide 4, on peut réaliser une commande plus précise ou plus adaptée du moteur telle que, par exemple, une commande de la synchronisation de l'allumage en se basant sur le
contenu en essence super Cp ainsi calculé.
Comme il ressort de la description ci-
dessus, les contenus des différents composants de carburant dans un mélange de carburant se composant d'un nombre total N de différents types de carburants peuvent être calculés sous la forme d'une solution d'un système d'équation linéaire ayant (n-i) inconnues en mesurant l'indice de réfraction du mélange de carburant en (n-i) points
de température.
La figure 3 illustre un autre mode de réalisation de l'invention qui est sensiblement similaire au mode de réalisation précédent de la figure 1, excepté pour la mise en place d'un capteur d'identification du type de carburant 10 qui comporte un émetteur 1 ia monté sur un gicleur d'alimentation en carburant 11, qui est connecté par un conduit à une alimentation en carburant (non illustrée), servant à transmettre un signal indicatif du type de carburant devant être fourni par le gicleur 11, et un récepteur 1 Ob placé près d'un orifice d'alimentation en carburant 6 dans la carrosserie du véhicule pour recevoir le signal de sortie émis par l'émetteur 10 a Lorsque du carburant est fourni par le gicleur d'alimentation en carburant 11 à l'orifice d'alimentation en carburant 6, l'émetteur 1 ia émet vers le récepteur 1 Ob un signal de type de carburant indicatif du type de carburant que le gicleur 11 est en train d'alimenter A réception du signal de type de carburant envoyé par l'émetteur 10 a, le récepteur 1 Ob l'envoie à un microprocesseur 43 d'un calculateur de contenu de liquide 4 via un port d'entrée 42 En se fondant sur le signal de type de carburant, le micro-ordinateur 43 lit le type de carburant qui est en train d'être versé dans le
ic réservoir 5 comme dans les étapes 5101 et 5102.
Selon ce mode de réalisation, le conducteur n'a pas besoin de régler ou d'entrer manuellement des informations concernant le type de carburant devant être versé En outre, il ne risque pas
d'entrer ces informations par erreur.
La figure 4 illustre un mode de réalisation supplémentaire de l'invention qui est sensiblement similaire au mode de réalisation de la figure 1,
excepté pour les caractéristiques suivantes.
2 C Spécifiquement, un passage de carburant 21 connecté à un réservoir 5 est en forme de fourche pour former un passage de dérivation 22 d'un diamètre réduit sur lequel on a placé une combinaison d'un capteur d'indice de réfraction 1 et d'un calculateur d'indice de réfraction 2, un capteur de température 3 et un moyen de modification de température 20 pour modifier la température d'un carburant dont l'indice de réfraction doit être détecté Le moyen de 3 C modification de la température 20 se présente sous la forme d'un radiateur disposé en amont du capteur de température du carburant 3 Le radiateur 20 est commandé par un calculateur de contenu de liquide 4 pour chauffer le carburant dans le passage de dérivation 22 Dans ce mode de réalisation, dans les cas o la température du carburant dans le réservoir 5 demeure sensiblement inchangée, comme par exemple lorsque le véhicule roule à vitesse constante, le radiateur 20 peut être actionné sous la commande du calculateur de contenu du liquide 4 pour chauffer le carburant dans le passage de dérivation 2 Ainsi, la température du carburant est positivement modifiée de sorte que le capteur d'indice de réfraction 1 et le calculateur 2 peuvent détecter et calculer l'indice de réfraction du carburant à une pluralité de températures différentes De ce fait, même avec une température de carburant constante, il devient possible de détecter précisément le contenu des composants de carburant respectifs dans le mélange de carburant à tout moment, quelles que soient les conditions de course du véhicule. Bien que, dans les modes de réalisation ci-dessus, le calculateur du contenu de liquide 4 calcule le contenu des composants de carburant respectifs dans un mélange de carburant et qu'il envoie des signaux de sortie correspondants qui sont alimentés dans un dispositif de commande du moteur pour obtenir une commande convenable du moteur, il peut être inclu dans une unité de commande du moteur ou sa fonction peut être
réalisée par une unité de commande du moteur.
En outre, dans les modes de réalisation ci-dessus, le capteur d'indice de réfraction 1 comprend un capteur du type sensible à la lumière, mais il peut être d' un autre type, tel que par exemple un capteur sensible à la position de la lumière dans lequel un récepteur de lumière reçoit des faisceaux lumineux émis par un émetteur de lumière à travers un guide de lumière, à des endroits respectifs différents conformément aux différents indices de réfraction de différents types de carburants. En outre, bien que, dans les modes de réalisation ci-dessus, on détecte la présence d'un alcool dans un carburant tel qu'utilisé pour des moteurs de véhicules automobiles, la présente invention peut, bien entendu, être utilisée en général pour détecter le contenu d'autres types de
composants liquides dans un liquide.
Claims (6)
1 Dispositif de détection du contenu d'un liquide comprenant: un capteur d'indice de réfraction ( 1) pour capter l'indice de réfraction d'un mélange liquide qui comporte N types de composants liquides; des moyens d'identifications de types de liquides pour identifier le type de chacun ces composants liquides; un capteur de température ( 3) pour capter la température du mélange liquide; et un calculateur du contenu du liquide ( 4) pour stocker par avance une caractéristique d'indices de réfraction dépendant de la température pour différents types de liquides incluant les composants du liquide, ledit calculateur du contenu du liquide ( 4) pouvant être utilisé pour sélectionner la caractéristique d'indice de réfraction dépendant de la température pour chacun des composants du liquide, et pour calculer le contenu des composants liquides du mélange liquide sur la base des caractéristiques ainsi sélectionnées d'indices de réfraction dépendant de la température pour les composants du liquide et des caractéristiques d'indices de réfraction du mélange liquide, qui sont captées par ledit capteur d'indice de réfraction ( 1) à des
températures différentes (N 1).
2 Dispositif pour la détection du contenu d'un liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'identification du type de liquide comprennent un panneau de sélection du type de liquide ( 8) pour entrer manuellement à destination dudit calculateur du contenu du liquide ( 4) des informations sur les types de
composants du liquide.
3 Dispositif pour la détection du contenu d'un liquide selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit panneau de sélection de type de liquide ( 8) fournit une indication du contenu des composants liquides tels que calculés par ledit
calculateur de contenu du liquide ( 4).
4 Dispositif pour la détection du contenu d'un liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'identification du type de liquide comportent un capteur pour capter le type du liquide fourni dans le mélange liquide et pour entrer le type de liquide qui fait l'objet d'un apport ainsi capté dans ledit calculateur de
contenu de liquide ( 4).
5 Dispositif pour la détection du contenu d'un liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour modifier la température du mélange liquide de sorte que ledit capteur d'indice de réfraction ( 1) peut capter l'indice de réfraction du mélange
liquide à (n-1) températures différentes.
6 Dispositif pour la détection du contenu d'un liquide selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens pour modifier la température du mélange liquide comportent un radiateur pour
chauffer le mélange liquide.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20080430 |