FR2775351A1 - Determination that cap is in place on fuel filler pipe, simple, reliable and does not require electrical energy adjacent to cap - Google Patents
Determination that cap is in place on fuel filler pipe, simple, reliable and does not require electrical energy adjacent to cap Download PDFInfo
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif de détermination de la présence ou de l'absence d'un bouchon en position correcte d'obturation d'une extrémité d'une tubulure de remplissage d'un réservoir notamment de véhicule automobile. The present invention relates to a device for determining the presence or absence of a plug in the correct position for closing off one end of a filler neck of a tank, in particular of a motor vehicle.
Un tel dispositif peut par exemple être adapté pour déterminer la présence ou l'absence d'un bouchon d'un réservoir de carburant d'un véhicule, qui nécessite une détection à distance de la présence ou de l'absence du bouchon sans utiliser de moyens électriques. Such a device can for example be adapted to determine the presence or absence of a cap of a vehicle fuel tank, which requires remote detection of the presence or absence of the cap without using any electrical means.
On conçoit en effet que l'utilisation de tels moyens électriques à proximité d'une extrémité d'une tubulure de remplissage d'un réservoir de carburant peut être relativement dangereuse en raison des risques d'explosion. It is in fact understood that the use of such electrical means near one end of a filler neck of a fuel tank can be relatively dangerous because of the risk of explosion.
C'est ainsi par exemple que dans certains pays, les réglementations en vigueur interdisent l'utilisation de ce type de moyens électriques, tandis que d'autres réglementations imposent aux constructeurs de véhicules de prévoir des moyens de détection de la présence du bouchon en position correcte d'obturation de celui-ci. For example, in certain countries, the regulations in force prohibit the use of this type of electrical means, while other regulations require vehicle manufacturers to provide means for detecting the presence of the plug in position. correct shutter thereof.
On a donc proposé pour résoudre ces problèmes, d'utiliser des moyens magnétiques permettant de détecter la présence ou l'absence d'un tel bouchon. It has therefore been proposed to solve these problems, to use magnetic means making it possible to detect the presence or absence of such a plug.
C'est ainsi par exemple qu'un aimant peut être associé au bouchon, tandis qu'une cellule magnétique sensible de type par exemple capteur à effet Hall, est placée dans l'extrémité de la tubulure de remplissage du réservoir. Thus, for example, a magnet can be associated with the cap, while a sensitive magnetic cell of the Hall effect sensor type, for example, is placed in the end of the filler neck of the reservoir.
On conçoit alors que lorsque le bouchon est en position d'obturation sur la tubulure de remplissage du réservoir, et serré avec un couple suffisant, l'aimant se trouve en face de la cellule correspondante qui est alors saturée par le champ magnétique issu de cet aimant. It can therefore be seen that when the cap is in the closed position on the tank filling pipe, and tightened with sufficient torque, the magnet is located opposite the corresponding cell which is then saturated by the magnetic field from this magnet.
L'analyse à distance du signal aux bornes de la cellule permet alors de détecter la présence ou l'absence du bouchon. The remote analysis of the signal at the cell terminals then makes it possible to detect the presence or absence of the plug.
On conçoit cependant que ce type de dispositifs présente un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau de sa structure relativement complexe, sa fiabilité et de la nécessité d'alimenter en énergie électrique la cellule magnétique. It is understood, however, that this type of device has a certain number of drawbacks, in particular at the level of its relatively complex structure, its reliability and the need to supply the magnetic cell with electrical energy.
Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. The object of the invention is therefore to solve these problems.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de détermination de la présence ou de l'absence d'un bouchon en position correcte d'obturation d'une extrémité d'une tubulure de remplissage d'un réservoir notamment de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'émission d'un faisceau optique à destination de moyens de réflexion de celui-ci, associés à l'extrémité de la tubulure et sensibles à la présence ou à l'absence du bouchon en position correcte d'obturation de celle-ci, pour renvoyer ou non tout ou partie du faisceau en direction de moyens de réception correspondants, dont la sortie est reliée à des moyens d'analyse pour déterminer la présence ou l'absence du bouchon en position correcte. To this end, the subject of the invention is a device for determining the presence or absence of a plug in the correct position for closing off one end of a filler neck of a tank, in particular of a motor vehicle. , characterized in that it comprises means for emitting an optical beam intended for means for reflecting the latter, associated with the end of the tubing and sensitive to the presence or absence of the plug in correct closing position thereof, to return or not all or part of the beam towards corresponding reception means, the output of which is connected to analysis means to determine the presence or absence of the plug in position correct.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig.l représente un schéma synoptique illustrant la structure d'un dispositif de détermination selon l'invention;
- la Fig.2 représente une vue de dessus d'une extrémité d'une tubulure de remplissage d'un réservoir notamment de véhicule automobile comportant un tel dispositif, et
- les Figs.3 et 4 illustrent le fonctionnement d'un tel dispositif.The invention will be better understood with the aid of the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings, in which
- Fig.l shows a block diagram illustrating the structure of a determination device according to the invention;
FIG. 2 represents a top view of one end of a filler neck for a tank, in particular of a motor vehicle comprising such a device, and
- Figs.3 and 4 illustrate the operation of such a device.
On a en effet représenté sur la figure 1, un dispositif de détermination de la présence ou de l'absence d'un bouchon en position correcte d'obturation d'une extrémité d'une tubulure de remplissage d'un réservoir notamment de véhicule automobile. FIG. 1 shows a device for determining the presence or absence of a plug in the correct position for closing off one end of a filler neck for a tank, in particular for a motor vehicle. .
Un tel dispositif comporte des moyens désignés par la référence générale 1, d'émission d'un faisceau optique à destination de moyens de réflexion de celui-ci, désignés par la référence générale 2, associés à l'extrémité de la tubulure et sensibles à la présence ou à l'absence du bouchon en position correcte sur celle-ci, pour renvoyer ou non tout ou partie de ce faisceau optique en direction de moyens de réception correspondants, désignés par la référence générale 3, dont la sortie est reliée à des moyens d'analyse désignés par la référence générale 4, pour déterminer la présence ou l'absence du bouchon en position correcte. Such a device comprises means designated by the general reference 1, for emitting an optical beam intended for reflection means of the latter, designated by the general reference 2, associated with the end of the tubing and sensitive to the presence or absence of the plug in the correct position thereon, to return or not all or part of this optical beam towards corresponding reception means, designated by the general reference 3, the output of which is connected to analysis means designated by general reference 4, to determine the presence or absence of the plug in the correct position.
En fait, les moyens d'émission désignés par la référence générale 1 comprennent par exemple un générateur de faisceau par exemple modulé désigné par la référence générale 5 sur cette figure 1, comportant par exemple un générateur de signal modulé à quelques KHz, 6, qui alimente un émetteur de faisceau désigné par la référence générale 7, ce faisceau pouvant par exemple être un faisceau de rayonnement infrarouge ou autre. In fact, the transmission means designated by the general reference 1 for example comprise a beam generator for example modulated designated by the general reference 5 in this figure 1, comprising for example a signal generator modulated at a few KHz, 6, which supplies a beam emitter designated by the general reference 7, this beam can for example be a beam of infrared radiation or the like.
Ces moyens sont associés par exemple à au moins une fibre optique désignée par la référence générale 8, adaptée pour transmettre le faisceau entre les moyens d'émission de celui-ci et un guide optique désigné par la référence générale 9 sur cette figure, associé à l'extrémité de la tubulure. These means are associated for example with at least one optical fiber designated by the general reference 8, suitable for transmitting the beam between the emission means thereof and an optical guide designated by the general reference 9 in this figure, associated with the end of the tubing.
Ce guide optique est en matériau transparent au faisceau, présente un indice de réfraction déterminé n et peut par exemple comporter un prisme, dont une première face désignée par la référence générale 10 située en regard de l'extrémité de la fibre optique 8, comporte une lentille 11 de focalisation du faisceau optique émis dans ce guide, en direction d'une surface de réflexion 12 de ce guide, qui est adaptée pour réfléchir le faisceau en direction d'une autre surface de réflexion du guide, désignée par la référence générale 13, formant dioptre, avec un angle d'incidence supérieur à l'angle limite 6 de réfraction de celle-ci par rapport à l'air, déterminé de façon classique par la relation sin(0)= l/n. This optical guide is made of material transparent to the beam, has a determined refractive index n and may, for example, include a prism, a first face of which, designated by the general reference 10, located opposite the end of the optical fiber 8, has a lens 11 for focusing the optical beam emitted in this guide, in the direction of a reflection surface 12 of this guide, which is adapted to reflect the beam in the direction of another reflection surface of the guide, designated by the general reference 13 , forming a diopter, with an angle of incidence greater than the limit angle 6 of refraction thereof with respect to air, determined conventionally by the relation sin (0) = l / n.
En fait, cette surface 13 de réflexion du guide peut s'étendre comme on peut le voir sur la figure 2, dans une fenêtre 14 de l'extrémité correspondante de la tubulure de remplissage du réservoir qui est adaptée pour recevoir le bouchon, de sorte que ce bouchon ou des moyens associés à celui-ci, comme par exemple un joint d'étanchéité, désignés par la référence générale 15 sur la figure 1, peuvent être amenés en contact avec cette surface 13 du guide optique lorsque le bouchon est en position correcte d'obturation de la tubulure. In fact, this reflection surface 13 of the guide can extend as can be seen in FIG. 2, in a window 14 of the corresponding end of the filler neck of the reservoir which is adapted to receive the stopper, so that this plug or means associated with it, such as for example a seal, designated by the general reference 15 in FIG. 1, can be brought into contact with this surface 13 of the optical guide when the plug is in position correct obturation of the tubing.
Le guide et le bouchon ou les moyens associés à celui-ci présentent des indices de réfraction différents de celui de 1 'air. The guide and the plug or the means associated with it have refractive indices different from that of air.
En fait, ce bouchon ou les moyens associés à celuici, désignés par la référence générale 15, constituent des moyens de modification des caractéristiques de réflexion de cette surface 13 du guide 9, pour, lorsque le bouchon est en position correcte d'obturation de la tubulure, modifier le trajet optique du faisceau dans le guide, afin de renvoyer au moins une partie du faisceau dans une direction différente de celle dans laquelle ce faisceau est réfléchi lorsque le bouchon n'est pas en position correcte d'obturation de cette tubulure comme cela est illustré sur ces figures, par exemple en traits pointillés et en traits mixtes. In fact, this plug or the means associated with it, designated by the general reference 15, constitute means for modifying the reflection characteristics of this surface 13 of the guide 9, for, when the plug is in the correct position for closing the tubing, modify the optical path of the beam in the guide, in order to return at least part of the beam in a direction different from that in which this beam is reflected when the plug is not in the correct position for closing off this tubing as this is illustrated in these figures, for example in dotted lines and in broken lines.
C'est ainsi par exemple que dans l'une de ces directions, le faisceau optique est réfléchi vers des moyens en forme de piège optique du guide, désignés par la référence générale 16 sur cette figure 1, présentant n'importe quelle structure appropriée, tandis que dans l'autre des directions, la partie correspondante du faisceau optique est renvoyée par diffusion vers la face 10 de ce guide et plus particulierement en direction d'une lentille de focalisation 17 de cette partie de faisceau à une extrémité d'une fibre optique désignée par la référence générale 18, entrant dans la constitution des moyens de réception et qui est associée à son autre extrémité par exemple à un capteur photoélectrique désigné par la référence générale 19. Thus, for example, in one of these directions, the optical beam is reflected towards means in the form of an optical trap of the guide, designated by the general reference 16 in this FIG. 1, having any suitable structure, while in the other direction, the corresponding part of the optical beam is returned by diffusion to the face 10 of this guide and more particularly in the direction of a focusing lens 17 of this beam part at one end of a fiber optics designated by the general reference 18, forming part of the reception means and which is associated at its other end, for example with a photoelectric sensor designated by the general reference 19.
La sortie de ce capteur est associée à des moyens d'amplification 20 entrant dans la constitution des moyens 4 d'analyse du faisceau réfléchi, ces moyens d'analyse comportant également par exemple des moyens de détection synchrone désignés par la référence générale 21 recevant d'une part, la sortie de l'amplificateur 20 et d'autre part, un signal de consigne établi à partir des moyens d'émission du fais ceau optique pour détecter un faisceau renvoyé synchrone au faisceau émis. The output of this sensor is associated with amplification means 20 forming part of the means 4 for analyzing the reflected beam, these analysis means also comprising, for example, synchronous detection means designated by the general reference 21 receiving d on the one hand, the output of the amplifier 20 and on the other hand, a reference signal established from the means of emission of the optical beam to detect a beam returned synchronously to the beam emitted.
La sortie de ces moyens 21 est reliée à des moyens de détection de seuil désignés par la référence générale 22, permettant de délivrer alors une information de présence ou d'absence du bouchon en position d'obturation correcte de la tubulure du réservoir. The output of these means 21 is connected to threshold detection means designated by the general reference 22, making it possible to then deliver information of the presence or absence of the plug in the correct position for closing the tubing of the reservoir.
Comme on l'a indiqué précédemment, les moyens de modification 15 du trajet optique dans le guide, associés au bouchon, peuvent par exemple être constitués par un joint d'étanchéité de celui-ci, ces moyens présentant un indice de réfraction différent de celui de l'air pour provoquer une modification des caractéristiques de réflexion de la surface 13 correspondante de ce guide. As indicated previously, the means for modifying the optical path in the guide, associated with the plug, may for example consist of a seal of the latter, these means having a refractive index different from that air to cause a change in the reflection characteristics of the corresponding surface 13 of this guide.
I1 va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation de ces moyens de modification peuvent être envisagés et que ceux-ci peuvent par exemple être constitués par un organe élastique porté par la tubulure et adapté pour être appliqué contre la surface correspondante du guide optique par le bouchon lorsque celui-ci est en position correcte d'obturation de la tubulure. It goes without saying of course that other embodiments of these modification means can be envisaged and that these can for example be constituted by an elastic member carried by the tubing and adapted to be applied against the corresponding surface of the guide. optical through the plug when the latter is in the correct position for closing off the tubing.
On notera également que le guide optique 9 peut être constitué de matière plastique ou autre, les lentilles 11 et 17 pouvant être venues de moulage avec le reste de celui-ci. Note also that the optical guide 9 can be made of plastic or other material, the lenses 11 and 17 may have come from molding with the rest of the latter.
On conçoit alors comme on peut le voir sur les figures 3 et 4, que la présence ou l'absence de ce bouchon en position correcte d'obturation, permet de modifier ou non les caractéristiques de réflexion de la surface correspondante 13 du guide optique afin de réfléchir le faisceau optique en direction des moyens en forme de piège ou de diriger une partie de celui-ci en direction des moyens de réception correspondants de celui-ci, ce qui permet aux moyens d'analyse de déterminer cette présence ou cette absence du bouchon. It can therefore be seen, as can be seen in FIGS. 3 and 4, that the presence or absence of this plug in the correct closed position makes it possible to modify or not the reflection characteristics of the corresponding surface 13 of the optical guide so as to to reflect the optical beam in the direction of the trap-shaped means or to direct part of it in the direction of the corresponding reception means thereof, which allows the analysis means to determine this presence or absence of the plug.
C'est ainsi par exemple que sur ces figures 3 et 4, lorsque le bouchon n'est pas en position correcte d'obturation (Fig.3), le faisceau optique est totalement réfléchi en direction des moyens en forme de piège optique, de sorte que les moyens de réception ne reçoivent aucun faisceau. Thus, for example, in these FIGS. 3 and 4, when the plug is not in the correct closed position (FIG. 3), the optical beam is completely reflected in the direction of the means in the form of an optical trap, of so that the reception means do not receive any beam.
Par contre, lorsque le bouchon est en position correcte d'obturation (Fig.4), les caractéristiques de réflexion de la surface correspondante de ce guide, associée au bouchon, sont modifiées et une partie du faisceau optique est renvoyée par diffusion en direction des moyens de réception et plus particulièrement de la lentille 17 correspondante et de la fibre optique 18, de sorte que les moyens d'analyse du signal de sortie du capteur photoélectrique 19, permettent de détecter la présence de ce bouchon. On the other hand, when the plug is in the correct closed position (Fig. 4), the reflection characteristics of the corresponding surface of this guide, associated with the plug, are modified and part of the optical beam is returned by diffusion towards the reception means and more particularly of the corresponding lens 17 and of the optical fiber 18, so that the means of analysis of the output signal from the photoelectric sensor 19 make it possible to detect the presence of this plug.
I1 va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation et d'autre implantations de ces différents composants peuvent être envisagés selon que l'on souhaite détecter principalement la présence ou l'absence du bouchon en position correcte d'obturation. It goes without saying of course that other embodiments and other locations of these different components can be envisaged depending on whether one wishes mainly to detect the presence or absence of the plug in the correct closed position.
On conçoit alors que le dispositif selon l'invention utilise des moyens optoélectroniques dont la partie électronique peut être disposée à une certaine distance de l'extrémité de la tubulure de remplissage du réservoir, cette distance pouvant être plus ou moins grande, suivant le type de réservoir, l'environnement ou encore le mode de détection utilisé. It can therefore be seen that the device according to the invention uses optoelectronic means, the electronic part of which can be arranged at a certain distance from the end of the filler neck of the tank, this distance possibly being greater or less, depending on the type of tank, the environment or the detection mode used.
Cette partie électronique comporte des moyens d'émission d'un faisceau optique en direction du bouchon, des moyens de réception d'une partie au moins de ce faisceau renvoyé à partir de celui-ci, et des moyens d'analyse d'un signal correspondant à cette partie de faisceau pour détecter la présence ou l'absence de ce bouchon. This electronic part includes means for transmitting an optical beam towards the plug, means for receiving at least part of this beam returned from it, and means for analyzing a signal. corresponding to this part of the beam to detect the presence or absence of this plug.
Le trajet optique du faisceau entre les moyens d'émission et de réception est matérialisé par exemple par des fibres optiques dont le coefficient de transmission est choisi de manière à pouvoir transmettre sans atténuation notable le faisceau sur une distance suffisante. The optical path of the beam between the transmission and reception means is embodied, for example, by optical fibers, the transmission coefficient of which is chosen so as to be able to transmit the beam without significant attenuation over a sufficient distance.
Le faisceau traverse également un guide optique associé au dispositif de fixation du bouchon sur l'extrémité de la tubulure et se présente par exemple sous la forme d'un prisme taillé dans un matériau transparent ayant un dioptre poli contre lequel vient ou non s'appliquer un organe associé au bouchon avec une force qui dépend directement de la force de serrage de ce bouchon. The beam also passes through an optical guide associated with the device for fixing the plug on the end of the tubing and is for example in the form of a prism cut in a transparent material having a polished diopter against which it is applied or not. a member associated with the plug with a force which depends directly on the tightening force of this plug.
Ceci permet alors de modifier le trajet du faisceau optique dans le prisme pour amener tout ou partie de ce faisceau en direction de moyens en forme de piège optique ou au contraire en direction de moyens de réception correspondants. This then makes it possible to modify the path of the optical beam in the prism in order to bring all or part of this beam in the direction of means in the form of an optical trap or, on the contrary, in the direction of corresponding reception means.
Ce phénomène est connu dans l'état de la technique sous le nom de phénomène de réflexion totale frustrée. This phenomenon is known in the state of the art as the phenomenon of frustrated total reflection.
On conçoit qu'il suffit de détecter cette modification de réflexion du faisceau pour détecter la présence ou l'absence du bouchon. It is understood that it is sufficient to detect this modification of reflection of the beam to detect the presence or absence of the plug.
Le dispositif selon l'invention présente donc un certain nombre d'avantages notamment au niveau de sa structure extrêmement simple qui permet dans un contexte de fabrication en grande série, de réaliser une fonction de détection à faible court, notamment grâce au moulage des pièces optiques et à l'intégration de la partie électronique de ce dispositif. The device according to the invention therefore has a certain number of advantages, in particular at the level of its extremely simple structure which makes it possible, in a context of mass production, to perform a short detection function, in particular by molding the optical parts. and the integration of the electronic part of this device.
Par ailleurs et selon la disposition des différents éléments, le diagnostic du fonctionnement de ce dispositif est également très simple et la modulation du faisceau optique permet d'obtenir une très bonne immunité aux lumières parasites incidentes. Furthermore and according to the arrangement of the various elements, the diagnosis of the operation of this device is also very simple and the modulation of the optical beam makes it possible to obtain very good immunity to incident stray lights.
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