FR2992425A1

FR2992425A1 - Spectrometre embarque dans un vehicule automobile et procede de mesure associe

Info

Publication number: FR2992425A1
Application number: FR1354487A
Authority: FR
Inventors: Michel Castel; Xavier Hourne
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2013-12-27

Abstract

La présente invention a pour objet un spectromètre (D) embarqué dans un véhicule automobile comprenant : . une source lumineuse (60) . un élément sensible (40) . un filtre (30') permettant de sélectionner une longueur d'onde (A) à partir de la distance (d1) entre deux surfaces (30a, 30b) réfléchissantes, . des moyens de génération d'une tension de commande (20) . un microcontrôleur (10), L'invention proposant que le filtre (30') comprenne : . un premier élément conducteur (31) solidaire de la première surface (30a), et alimenté par une première tension (V1), . un deuxième élément conducteur (32) situé à une distance fixe de la deuxième surface (30b), et alimenté par une deuxième tension (V2), La mesure par des moyens de mesure (90) de la capacité (Ce) entre ces deux éléments conducteurs (31, 32), étant représentative de la longueur d'onde (A) sélectionnée.

Description

L'invention concerne un spectromètre embarqué dans un véhicule automobile et un procédé de mesure associé. Plus particulièrement, l'invention s'applique aux spectromètres infrarouges permettant de mesurer un spectre de longueurs d'ondes d'un liquide à analyser, par exemple le spectre de longueurs d'ondes d'un carburant alimentant 5 un moteur à combustion interne. Le spectromètre est alors placé dans le réservoir du véhicule ou dans la ligne d'alimentation en carburant du moteur. L'analyse spectrale du carburant est envoyée à un calculateur électronique embarqué dans le véhicule qui en déduit la composition du carburant (taux d'éthanol, d'eau...) et ajuste différents paramètres de fonctionnement du moteur en fonction de cette composition, par exemple 10 la quantité de carburant injectée dans les cylindres, ceci afin de maintenir les performances du moteur ou de réduire les émissions polluantes. Tel qu'illustré aux figures 1 et 2, un tel spectromètre D est connu de l'art antérieur et comprend en général : - une source lumineuse 60, par exemple une lampe à incandescence, 15 ou une diode électroluminescente, ou un corps noir qui génère un rayon lumineux R qui traverse un liquide 70 à analyser, - un élément sensible 40 (thermopile ou photodiode) qui fournit en sortie une tension Vs représentative d'une intensité lumineuse (appelée aussi absorbance) du rayon lumineux R qu'il reçoit, 20 - un filtre 30 situé entre la source lumineuse 60 et l'élément sensible 40 qui permet de sélectionner une longueur d'onde À déterminée du rayon lumineux R, - des moyens de génération d'une tension de commande 20 reliés électriquement au filtre 30, 25 - un microcontrôleur 10, relié électriquement à la sortie de l'élément sensible 40 et aux moyens de génération d'une tension de commande 20. Le fonctionnement du spectromètre D est connu de l'art antérieur. La source lumineuse 60 génère un rayon lumineux R qui traverse un liquide 70 à analyser, par 30 exemple un carburant. Le rayon lumineux R traverse ensuite un filtre 30, appelé aussi filtre accordable du type interféromètre de Fabry-Perot. Le filtre 30 est constitué de deux surfaces réfléchissantes, par exemple deux miroirs, agencées en regard l'une de l'autre, une première surface réfléchissante 30a, et une deuxième surface réfléchissante 30b (cf. 35 figure 2). Une des deux surfaces réfléchissantes, par exemple la première surface réfléchissante 30a est mobile par rapport à la deuxième surface réfléchissante 30b immobile. Les deux surfaces réfléchissantes (30a, 30b) filtrent le rayon lumineux R de telle manière que seule une longueur d'onde À déterminée est reçue par l'élément sensible 40. La longueur d'onde À sélectionnée est fonction de la distance dl entre lesdites deux surfaces réfléchissantes 30a, 30b. Par exemple, si la distance dl est de 2 11m, soit 2000 nm, alors la longueur d'onde À sélectionnée par le filtre 30 est de valeur égale à 2000 nm. Pour faire varier la distance dl entres les deux surfaces réfléchissantes (30a, 30b), la première surface réfléchissante 30a est reliée électriquement à une source de tension, ici aux moyens de génération d'une tension de commande 20 (cf. figure 2). Lorsque la première surface réfléchissante 30a reçoit une tension de commande Vc, elle réalise un déplacement vis-à-vis de la deuxième surface réfléchissante 30b, proportionnel à la valeur de ladite tension de commande Vc. La distance dl entre les deux surfaces réfléchissantes 30a, 30b est donc ajustée en fonction de la tension de commande Vc.

Une fois ajustée, la distance dl détermine la longueur d'onde À que l'on souhaite sélectionner. Une table de correspondance, entre les valeurs de la tension de commande Vc, les valeurs de la distance dl, et les valeurs de longueur d'onde À correspondantes est mémorisée dans le microcontrôleur 10. Le rayon lumineux R à la longueur d'onde À ainsi sélectionnée est alors reçu 20 par un élément sensible 40, tel qu'une photodiode ou une thermopile, qui fournit à sa sortie une tension Vs représentative de l'intensité lumineuse (absorbance) du rayon lumineux R à la dite longueur d'onde À (cf. figure 1). La tension Vs est ensuite envoyée au microcontrôleur 10 qui en déduit la valeur de l'absorbance à ladite longueur d'onde À. 25 Ce procédé de mesure est répété pour chaque longueur d'onde À appartenant à une plage donnée, par exemple de 1500 nm à 2000 nm. Cette plage est choisie en fonction du type de liquide 70 que l'on souhaite analyser. L'ensemble des valeurs d'absorbance ainsi mesurées constitue le spectre en absorption du liquide 70 analysé et permet de déterminer sa composition. 30 Un tel spectromètre D et le procédé de mesure associé est connu de l'art antérieur. Un inconvénient majeur dudit spectromètre D réside dans le fait que le contrôle de la distance dl est réalisé en boucle ouverte à partir de la tension de commande Vc. Par conséquent, la distance dl qui existe réellement entre les deux 35 surfaces réfléchissantes (30a, 30b) n'est pas connue, ni la longueur d'onde À réellement sélectionnée par le spectromètre D, ce qui limite la précision du spectromètre D.

En particulier, la distance dl pour une tension de commande Vc donnée variant avec la température ambiante, la longueur d'onde À réellement sélectionnée fluctue également. Une solution de l'art antérieur consiste à corriger la tension de commande Vc 5 en fonction de la température ambiante à l'aide d'une courbe de calibration (comprise par exemple dans une mémoire du microcontrôleur 10), afin de réduire l'erreur sur la longueur d'onde À sélectionnée due à la température ambiante. Cependant, même si l'erreur due à la température ambiante est réduite, d'autres paramètres peuvent influer sur la distance dl, par exemple les tolérances de 10 montage des deux surfaces réfléchissantes (30a, 30b). Un tel spectromètre D ne comprenant pas de moyens de mesure de la distance dl, celle-ci demeure imprécise et par voie de conséquence la longueur d'onde À réellement sélectionnée. On comprendra qu'il est souhaitable de réaliser un spectromètre D permettant de connaitre et de contrôler avec précision la longueur d'onde À sélectionnée. 15 L'invention proposée permet de remédier à ces inconvénients. L'invention propose un spectromètre embarqué dans un véhicule automobile comprenant : - une source lumineuse générant un rayon lumineux traversant un liquide à analyser, 20 - un élément sensible fournissant en sortie une tension représentative d'une intensité lumineuse du rayon lumineux qu'il reçoit, - un filtre situé entre la source lumineuse et l'élément sensible permettant de sélectionner une longueur d'onde du rayon lumineux, le filtre étant constitué de deux surfaces réfléchissantes, agencées en 25 regard l'une de l'autre, dont au moins une première surface réfléchissante est mobile, une distance entre les deux surfaces réfléchissante étant représentative de la longueur d'onde sélectionnée, - des moyens de génération d'une tension de commande reliés électriquement au filtre, 30 - un microcontrôleur. Selon l'invention, le spectromètre se caractérise par le fait que : - le filtre comprend en outre deux éléments conducteurs agencés en regard l'un de l'autre, - un premier élément conducteur étant solidaire de la première surface 35 réfléchissante et étant relié électriquement à une première tension, - un deuxième élément conducteur étant situé à une distance fixe de la deuxième surface réfléchissante, et étant relié électriquement à une deuxième tension, et par le fait que ledit spectromètre comprend en outre : - des moyens de mesure d'une capacité entre ces deux éléments conducteurs, - des moyens de mémorisation : - de la capacité en fonction de la longueur d'onde à sélectionner et, - de la tension de commande en fonction de la capacité, L'invention propose d'utiliser la mesure de ladite capacité entre les deux éléments conducteurs afin d'en déduire la distance existante réellement entre les deux surfaces réfléchissantes. En utilisant le spectromètre de l'invention, la distance entre les deux surfaces réfléchissantes est donc déterminée indirectement par l'intermédiaire de la mesure de la capacité entre les deux éléments conducteurs. Une fois la distance connue, elle peut alors être ajustée de manière précise pour atteindre la longueur d'onde que l'on souhaite sélectionner. Cet ajustement est réalisé, comme dans l'art antérieur, en faisant varier la tension de commande. En d'autres termes, la mesure de la capacité entre les deux éléments conducteurs permet de contrôler, d'ajuster la distance entre les deux surfaces réfléchissantes en boucle fermée.

Le spectromètre selon l'invention peut en outre comprendre des moyens de calcul d'une valeur de tension de commande corrigée à partir de la comparaison entre la capacité mesurée, reçue des moyens de mesure, et une capacité mémorisée, reçue des moyens de mémorisation, représentative de la longueur d'onde à sélectionner. Dans une première variante, la première surface réfléchissante est mobile 25 et reliée aux moyens de génération de tension de commande, et la deuxième surface réfléchissante est immobile. Dans une deuxième variante, les deux surfaces réfléchissantes sont mobiles, et reliées aux moyens de génération de tension de commande et le deuxième élément conducteur est solidaire de la deuxième surface réfléchissante. 30 Dans une troisième variante, judicieusement, le premier élément conducteur et/ou le deuxième élément conducteur est/sont respectivement situé(s) sur une face de la première et/ou de la deuxième surface réfléchissante. Dans un mode de réalisation préférentiel, la première tension est la tension de commande et/ou la deuxième tension est la masse et le spectromètre comprend en 35 outre une résistance additionnelle à une sortie des moyens de génération de tension de commande et une capacité additionnelle en entrée des moyens de mesure de la capacité. Les moyens de mesure de la capacité comprennent : - des moyens de charge et de décharge de la capacité, - des moyens de comparaison, sous la forme de deux comparateurs : un premier comparateur, comparant la tension aux bornes de la capacité par rapport à une première valeur de référence, et un deuxième comparateur, comparant la tension aux bornes de la capacité par rapport à une deuxième valeur de référence, - des moyens de contrôle des moyens de charge et de décharge, - un compteur mesurant une durée nécessaire aux moyens de mesure pour effectuer au moins une charge et une décharge de la capacité, - des moyens de calcul, calculant la valeur de la capacité en fonction de la durée. Judicieusement, les moyens de calcul et les moyens de mémorisation sont compris dans le microcontrôleur. L'invention concerne aussi un procédé de mesure d'un spectre de 15 longueurs d'onde d'un liquide à analyser utilisant le spectromètre selon les caractéristiques précédemment énumérées. Selon l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes : - Etape 1 : mémorisation dans les moyens de mémorisation: - de la capacité en fonction de la longueur d'onde à 20 sélectionner, - de la tension de commande en fonction de la capacité, - Etape 2 : pour une longueur d'onde à sélectionner, à partir des données mémorisées, envoi d'une tension de commande à destination du filtre, 25 - Etape 3 : Mesure d'une capacité mesurée entre les deux éléments conducteurs, - Etape 4 : comparaison entre la capacité mesurée et une capacité mémorisée, représentative de la longueur d'onde à sélectionner, si la capacité mesurée est différente de la capacité mémorisée, alors : 30 - Etape 5 : à partir des données mémorisées, envoi d'une tension de commande corrigée à destination du filtre, tant que la capacité mesurée est différente de la capacité mémorisée : - Répétition des étapes 3 à 5, sinon : 35 - Etape 6 : Mesure de l'intensité lumineuse du rayon lumineux à la longueur d'onde ainsi sélectionnée.

L'invention s'applique également à tout véhicule automobile comprenant un spectromètre selon les caractéristiques précédemment énumérées. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre à titre d'exemple non limitatif et à l'examen des 5 dessins annexés dans lesquels : - la figure 1, expliquée précédemment est une vue schématique du spectromètre D de l'art antérieur, - la figure 2, expliquée précédemment est une vue schématique du filtre 30 selon l'art antérieur, 10 - la figure 3 représente une vue schématique du spectromètre D' selon l'invention, - la figure 4 représente une vue schématique du filtre 30', et des moyens de mesure capacitive 90 selon l'invention, - les figures 5a, 5b, 5c représentent des variantes du filtre 30' 15 comprenant les deux éléments conducteurs 31, 32 selon l'invention, - la figure 6 représente une vue schématique d'un mode de réalisation des moyens de mesure capacitive 90, selon l'invention, - la figure 7 représente un graphe illustrant le principe de mesure d'une capacité Ce avec les moyens de mesure capacitive 90 illustrés à la 20 figure 6, selon l'invention, - la figure 8 représente la capacité Ce en fonction de la longueur d'onde À, selon l'invention, - la figure 9 représente la tension de commande Vc en fonction de la capacité Ce, selon l'invention. 25 L'invention propose, comme illustré aux figures 3 et 4 un spectromètre D' dont le filtre 30' comprend en outre deux éléments conducteurs, par exemple deux plaques métalliques, agencés en regard l'un de l'autre : - un premier élément conducteur 31 qui est solidaire de la première surface réfléchissante 30a et qui est relié électriquement à une 30 première tension V1, - un deuxième élément conducteur 32 qui est situé à une distance fixe de la deuxième surface réfléchissante 30b et qui est relié électriquement à une deuxième tension V2. Les premier et deuxième éléments conducteurs 31, 32, alimentés par des 35 tensions de valeurs différentes V1, V2 créent une différence de potentiel entre eux et constituent une capacité Ce (cf. figure 4).

Le premier élément conducteur 31 étant solidaire de la première surface réfléchissante 30a, il est mobile, et se déplace avec la première surface réfléchissante 30a. Le deuxième élément conducteur 32 est situé à une distance fixe de la 5 deuxième surface réfléchissante 30b, il peut lui être solidaire ou pas. Lorsque la deuxième surface réfléchissante 30b est immobile, le deuxième élément conducteur 32 est aussi immobile. Le deuxième élément conducteur 32 est alors soit solidaire de la deuxième surface réfléchissante 30b, soit solidaire d'un support 33 externe qui n'est pas solidaire de 10 la deuxième surface réfléchissante 30b (cf. figure 5c détaillée plus loin). Lorsque la deuxième surface réfléchissante 30b est mobile, le deuxième élément conducteur 32 est dans ce cas solidaire de la deuxième surface réfléchissante 30b, et se déplace avec cette dernière, tout en restant à une distance fixe. Dans un mode de réalisation particulier, illustré à la figure 4, le premier élément conducteur 31 et le 15 deuxième élément conducteur 32 sont situés sur une face de la première et de la deuxième surface réfléchissante 30a, 30b. Différentes variantes du filtre 30' sont illustrées aux figures 5a, 5b, et 5c. A la figure 5a, les premier et deuxième éléments conducteurs 31, 32 sont solidaires respectivement de la première et de la deuxième surface réfléchissante 30a, 30b et 20 situés entre lesdites deux surfaces réfléchissantes 30a, 30b. A la figure 5b, les premier et deuxième éléments conducteurs 31, 32 sont solidaires respectivement de la première et deuxième surface réfléchissante 30a, 30b et déportées sur un des cotés des surfaces réfléchissantes 30a, 30b. A la figure 5c, le premier élément conducteur 31 est situé sur une face de la 25 première surface réfléchissante 30a et le deuxième élément conducteur 32 est situé à une distance fixe de la deuxième surface réfléchissante 30b et est solidaire d'un support 33 externe non solidaire de la deuxième surface réfléchissante 30b. La distance entre les deux éléments conducteurs 31, 32 varie donc selon la distance dl entre les deux surfaces réfléchissantes 30a, 30b et lui est proportionnelle. En 30 connaissant la distance entre les deux éléments conducteurs 31, 32, il est possible d'en déduire la distance dl entre les deux surfaces réfléchissantes 30a, 30b. La capacité Ce entre les deux éléments conducteurs 31, 32, variant selon la distance entre lesdits deux éléments, elle est par conséquent représentative de la distance dl entre les deux surfaces réfléchissantes 30a, 30b. 35 L'invention propose d'utiliser la mesure de ladite capacité Ce afin d'en déduire la distance dl existante réellement entre les deux surfaces réfléchissantes 30a, 30b. En utilisant le spectromètre D' de l'invention, la distance dl entre les deux surfaces réfléchissantes 30a, 30b est donc déterminée indirectement par l'intermédiaire de la mesure de la capacité Ce entre les deux éléments conducteurs 31, 32. Une fois la distance dl connue, elle peut alors être ajustée de manière précise pour atteindre la longueur d'onde À que l'on souhaite sélectionner. Cet ajustement est réalisé, comme dans l'art antérieur, en faisant varier la tension de commande Vc. En d'autres termes, la mesure de la capacité Ce entre les deux éléments conducteurs 31, 32 permet de contrôler, d'ajuster la distance dl en boucle fermée. Plus précisément, le contrôle de la distance dl est alors réalisé de la manière suivante : - en mesurant la capacité Ce, que l'on appellera capacité mesurée Cel, - en vérifiant que la capacité mesurée Cel correspond à la distance dl de la longueur d'onde À que l'on souhaite sélectionner, - en corrigeant la tension de commande Vc, si la capacité mesurée Cel ne correspond pas à la longueur d'onde À que l'on souhaite sélectionner. La correction de la distance dl, par l'intermédiaire de la tension de commande Vc est réalisée en comparant la capacité mesurée Cel avec une capacité Ce2 correspondante à la longueur d'onde À que l'on souhaite sélectionner. Si les deux capacités Cel, Ce2 correspondent, la tension de commande Vc 20 n'a pas besoin d'être corrigée. Si les deux capacités Cel, Ce2 diffèrent, la tension de commande Vc est corrigée. Dans ce but, le spectromètre D' comprend en outre (cf. figure 4) : - des moyens de mesure 90 de ladite capacité Ce, comme illustrés à la 25 figure 6 et détaillés plus bas, - des moyens de mémorisation 12: - de la capacité Ce en fonction de la longueur d'onde À à sélectionner et, - de la tension de commande Vc en fonction de la capacité Ce, 30 Le spectromètre D' selon l'invention peut en outre comprendre des moyens de calcul 11 d'une tension de commande corrigée Vc' à envoyer au filtre 30', à partir de la comparaison entre une capacité mesurée Cel, reçue des moyens de mesure 90 et une capacité mémorisée Ce2 reçue des moyens de mémorisation 12, représentative de la longueur d'onde À à sélectionner. Alternativement, ces moyens de calcul 11 peuvent être 35 des moyens embarqués sur le véhicule, ou consister en des moyens de test (type calculateur portable) non compris dans le spectromètre D'.

Les moyens de mesure 90 de la dite capacité Ce, illustrés à la figure 6, sont des moyens connus de l'art antérieur. De tels moyens de mesure 90 comprennent, de manière non limitative : - des moyens de charge 101 et de décharge 102 de la capacité Ce, qui effectuent un nombre prédéterminé Nc de cycles de charge et de décharge de la capacité Ce, dans notre exemple Nc = 1. Bien sûr, Nc peut aussi être supérieur à 1, - des moyens de comparaison 200, sous la forme de deux comparateurs : /0 un premier comparateur 201, comparant la tension Vce aux bornes de la capacité Ce par rapport à une première valeur de référence Vrer, et un deuxième comparateur 202, comparant la tension Vce aux bornes de la capacité Ce par rapport à une deuxième valeur de 15 référence Vreft - des moyens de contrôle 300 des moyens de charge 101 et de décharge 102 qui activent les moyens de charge 101 et de décharge 102 de la capacité Ce en fonction du résultat des comparaisons effectuées par les moyens de comparaison 200 et selon une logique 20 détaillée ci-dessous, - un compteur 400 qui mesure la durée T nécessaire au dispositif de mesure D pour effectuer le nombre prédéterminé Nc = 1 de cycles de charge et de décharge de la capacité Ce, - des moyens de calcul 500, qui calculent la valeur de la capacité Ce en 25 fonction de la durée T. La capacité Ce est chargée une fois et déchargée une fois (Nc = 1) par les moyens de charge 101 et de décharge 102. Les moyens de charge 101 sont, par exemple une première source de courant G1 connectée à une tension d'alimentation Vdd, associée à un premier interrupteur SW1 connecté à la capacité Ce. Lorsque le premier 30 interrupteur SW1 est fermé (état 1), la capacité Ce est reliée électriquement à la première source de courant G1 qui la charge en courant i. Les moyens de décharge 102 sont, par exemple une deuxième source de courant G2 connectée à la masse, associée à un deuxième interrupteur SW2 connecté à la capacité Ce. Lorsque le deuxième interrupteur est fermé (état 1), la capacité Ce est connectée à la masse par la deuxième source de 35 courant G2 qui la décharge d'un courant i. Lorsque le premier interrupteur SW1 est fermé (état 1), le deuxième interrupteur SW2 est ouvert (état 0) et inversement.

La tension Vce aux bornes de la capacité Ce évolue donc selon l'état du premier interrupteur SW1 et du deuxième interrupteur SW2, c'est-à-dire en fonction du fait que la capacité Ce est en charge ou en décharge (cf. figure 7). Cette tension Vce est comparée à une première valeur de référence Vref- et 5 à une deuxième valeur de référence Vref+ par respectivement les premier et deuxième comparateurs 201 et 202. Une valeur d'une première sortie Si du premier comparateur 201 est fonction du résultat de la comparaison avec la première valeur de référence Vref- . Par exemple, la première sortie Si prend la valeur 0 lorsque Vce Vref- et elle prend la valeur 1 lorsque Vce < Vrer. De manière similaire, une valeur d'une deuxième 10 sortie S2 du deuxième comparateur 202 est fonction du résultat de la comparaison avec la deuxième valeur de référence Vreft Par exemple, la deuxième sortie S2 prend la valeur 0 lorsque Vce <Vref+. et elle prend la valeur 1 lorsque Vce Vref+. Les première et deuxième sorties Si et S2 sont connectées à l'entrée des moyens de contrôle 300. Ces moyens de contrôle 300 sont typiquement, selon l'art 15 antérieur, un circuit logique de type bascule synchrone ou appelée aussi « bascule RS ». La première sortie Si est connectée à une première entrée S des moyens de contrôle 300 et la deuxième sortie S2 est connectée à une deuxième entrée R des moyens de contrôle 300. Une sortie Q des moyens de contrôle 300 fournit un signal de commande SL des premier interrupteur SW1 et deuxième interrupteur 5W2, de valeur 0 (état 0 : 20 interrupteur ouvert) ou 1 (état 1: interrupteur fermé) selon les valeurs Si et S2 reçues aux entrées S et R. Les moyens de contrôle 300 activent les moyens de charge 101 ou de décharge 102, c'est-à-dire plus précisément les premier interrupteur SW1 et deuxième interrupteur 5W2 en fonction des valeurs reçues aux entrées R et S afin de décharger ou 25 de charger la capacité Ce. La figure 7 représente, selon le temps t, la variation de la tension Vce aux bornes de la capacité Ce lors de la charges C+ et lors de la décharges C- de la capacité Ce. Comme illustré à la figure 7, lors d'une charge C+, la tension Vce augmente de la première valeur de référence Vref- à la deuxième valeur de référence Vreft Lors d'une 30 décharge C-, la tension Vce baisse de la deuxième valeur de référence Vrer à la première valeur de référence Vref. - . La tension Vce oscille donc entre la première valeur de référence Vref - et la deuxième valeur de référence Vref+. La valeur du courant i de charge étant égale à la valeur du courant i de décharge, la durée de charge est égale à la durée de décharge de la capacité Ce. On 35 appellera t1 cette durée (de charge ou de décharge). La durée d'un cycle T comprenant une charge et une décharge est donc égal à: T = 2 * tl = 11 [Equation (1)] 2*Ce* (Vre f+ -Vref-) Avec : T1 : durée d'un cycle de charge et de décharge (en s) t 1: durée d'une charge ou d'une décharge (en s) Ce: valeur de la capacité Ce (en F) Vre f + : deuxième valeur de référence (en V) Vre f : première valeur de référence (en V) valeur absolue du courant de charge ou de décharge (en A) Par conséquent, la valeur de la capacité Ce est égale à: T*i Ce = = Cel [Equation (2)] 2* (Vre f + -Vref-) Les moyens de mesure 90 de la capacité Ce déterminent la valeur de la capacité Ce, c'est-à-dire la capacité mesurée Cel, à partir de la durée T d'une charge et d'une décharge de ladite capacité Ce. Les moyens de mesure 90 sont reliés à des moyens de calcul 11 (cf. figure 4) qui vérifient si la capacité mesurée Cel correspond à la longueur d'onde À à sélectionner. Pour cela les moyens de calcul 11 sont reliés à des moyens de mémorisation 12 (cf. figure 4). Ces moyens de mémorisation 12 comprennent des tables de valeurs de la capacité Ce en fonction de la longueur d'onde À (cf. figure 8). Si la capacité mesurée Cel correspond à une capacité mémorisée Ce2 pour 20 la longueur d'onde À à sélectionner, alors le spectromètre D' procède à la mesure de l'intensité lumineuse du rayon R reçu par l'élément sensible 40. Si la capacité mesurée Cel ne correspond pas à une capacité mémorisée Ce2 pour la longueur d'onde À à sélectionner, alors les moyens de calcul 11 déterminent une tension de commande corrigée Vc' afin d'ajuster la capacité mesurée Cel à la valeur 25 de la capacité mémorisée Ce2, en utilisant des tables de valeur de la tension de commande Vc en fonction de la capacité Ce (cf. figure 9) qui sont mémorisés dans les moyens de mémorisation 12. Les moyens de mémorisation 12 et les moyens de calcul 11 peuvent être des logiciels intégrés dans le microcontrôleur 10. 30 Comme dans l'art antérieur, pour une tension de commande Vc, la distance dl variant avec la température ambiante, des corrections peuvent être appliquées par le microcontrôleur 10 sur la tension de commande Vc en fonction de la température ambiante, de la pression, etc. à l'aide de courbes de calibration. Cependant, le contrôle en boucle fermée de la distance dl, par l'intermédiaire 35 de la capacité Ce permet de s'affranchir de courbes de calibration précises et/ou de réduire le nombre de courbes de calibration de la tension de commande Vc en fonction de paramètres externes. De manière préférentielle (cf. figure 4), la première tension V1 alimentant le premier élément conducteur 31 est la tension de commande Vc qui alimente la première 5 surface réfléchissante 30a et la deuxième tension V2 est mise à la masse. Dans ce mode de réalisation, le spectromètre D' comprend une résistance additionnelle R-1 à une sortie des moyens de génération de la tension de commande 20 et une capacité additionnelle Cl à l'entrée des moyens de mesure capacitive 90. La résistance additionnelle R-1 permet d'obtenir une tension de commande Vc élevée, nécessaire pour déplacer la première 10 surface réfléchissante 30a, et la capacité additionnelle Cl évite que cette tension de commande Vc élevée ne perturbe les moyens de mesure capacitive 90. Le procédé de mesure selon l'invention comprend donc les étapes suivantes : - Etape 1 : mémorisation dans les moyens de calcul 11 : - de la capacité Ce en fonction de la longueur d'onde À à 15 sélectionner, - de la tension de commande Vc en fonction de la capacité Ce, - Etape 2 : pour une longueur d'onde À à sélectionner, à partir des données mémorisées, envoi d'une tension de commande Vc à destination du filtre 30', 20 - Etape 3 : Mesure d'une capacité Cel entre les deux éléments conducteurs 31, 32, - Etape 4 : comparaison entre la capacité mesurée Cel et une capacité mémorisée Ce2, représentative de la longueur d'onde À à sélectionner, si la capacité mesurée Cel est différente de la capacité mémorisée Ce2, alors : 25 - Etape 5 : à partir des données mémorisées, calcul et envoi d'une tension de commande corrigée Vc' à destination du filtre 30', tant que la capacité mesurée Cel est différente de la capacité mémorisée Ce2 : - Répétition des étapes 3 à 5, sinon : 30 - Etape 6 : Mesure de l'intensité lumineuse du rayon lumineux R à la longueur d'onde À ainsi sélectionnée. Le calcul de la tension de commande corrigée Vc' (étape 5) peut être réalisée à partir des données mémorisées, c'est-à-dire à partir des tables de valeurs de la capacité Ce fonction de la longueur d'onde À, et des valeurs de la tension de commande Vc à partir 35 de la capacité Ce, par toute méthode mathématique connue de l'homme du métier, extrapolation, interpolation, dichotomie, etc.

L'invention permet donc, de façon judicieuse, par l'ajout de deux éléments conducteurs, de créer une capacité, dont la valeur est représentative de la longueur d'onde À filtrée par le spectromètre D'. En contrôlant la valeur de cette capacité Ce en boucle fermée, la longueur d'onde À est ajustée de manière précise et la précision du spectromètre est considérablement améliorée.

Claims

REVENDICATIONS1. Spectromètre (D') embarqué dans un véhicule automobile comprenant : - une source lumineuse (60) générant un rayon lumineux (R) traversant un liquide (70) à analyser, - un élément sensible (40) fournissant en sortie une tension (Vs) représentative d'une intensité lumineuse du rayon lumineux (R) qu'il reçoit, - un filtre (30') situé entre la source lumineuse (60) et l'élément sensible (40) permettant de sélectionner une longueur d'onde (À) du rayon lumineux (R), le filtre (30') étant constitué de deux surfaces réfléchissantes (30a, 30b), agencées en regard l'une de l'autre, dont au moins une première surface réfléchissante (30a) est mobile, une distance (dl) ) entre les deux surfaces réfléchissantes (30a, 30b) étant représentative de la longueur d'onde (À) sélectionnée, - des moyens de génération d'une tension de commande (20) reliés électriquement au filtre (30'), - un microcontrôleur (10), le spectromètre (D') étant caractérisé en ce que : - le filtre (30') comprend en outre deux éléments conducteurs agencés en regard l'un de l'autre : - un premier élément conducteur (31) étant solidaire de la première surface réfléchissante (30a), et étant relié électriquement à une première tension (V1), un deuxième élément conducteur (32) étant situé à une distance fixe de la deuxième surface réfléchissante (30b), et étant relié électriquement à une deuxième tension (V2), et en ce que ledit spectromètre (D') comprend en outre : - des moyens de mesure (90) d'une capacité (Cel ) entre ces deux éléments conducteurs (31, 32), - des moyens de mémorisation (12) :- de la capacité (Ce) en fonction de la longueur d'onde (À) à sélectionner et, - de la tension de commande (Vc) en fonction de la capacité (Ce).
2. Spectromètre (D') selon la revendication 1, caractérisé en qu'il comprend en outre des moyens de calcul (11) d'une valeur de tension de commande corrigée (Vc') à partir de la comparaison entre la capacité mesurée (Ce1), reçue des moyens de mesure (90), et une capacité mémorisée (Ce2), reçue des moyens de mémorisation (12), représentative de la longueur d'onde (À) à sélectionner.
3. Spectromètre (D') selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première surface réfléchissante (30a) est mobile et reliée aux moyens de génération de tension de commande (20), et en ce que la deuxième surface réfléchissante (30b) est immobile.
4. Spectromètre (D') selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux surfaces réfléchissantes (30a, 30b) sont mobiles et reliées aux moyens de génération de tension de commande (20) et en ce que le deuxième élément conducteur (32) est solidaire de la deuxième surface réfléchissante (30b).
5. Spectromètre (D') selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier élément conducteur (31) et/ou le deuxième élément 20 conducteur (32) sont situés sur des faces de la première respectivement et/ou de la deuxième surface réfléchissante (30a, 30b).
6. Spectromètre (D') selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première tension (V1) est la tension de commande (Vc) et/ou la deuxième tension (V2) est la masse et en ce le spectromètre (D') comprend en outre une 25 résistance additionnelle (R-1) à une sortie des moyens de génération de tension de commande (20) et une capacité additionnelle (C1) en entrée des moyens de mesure (90) de la capacité (Ce).
7. Spectromètre (D') selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de mesure (90) de la capacité (Ce) comprennent : 30 - des moyens de charge (101) et de décharge (102) de la capacité (Ce), - des moyens de comparaison (200), sous la forme de deux comparateurs (201, 202) :un premier comparateur (201), comparant la tension (Vce) aux bornes de la capacité (Ce) par rapport à une première valeur de référence Vref-, et un deuxième comparateur (202), comparant la tension (Vce) aux bornes de la capacité (Ce) par rapport à une deuxième valeur de référence Vref+, , - des moyens de contrôle (300) des moyens de charge (101) et de décharge (102), - un compteur (400) mesurant une durée (T) nécessaire aux moyens de mesure (90) pour effectuer au moins une charge et une décharge de la capacité (Ce), - des moyens de calcul (500), calculant la valeur de la capacité (Ce, Ce1) en fonction de la durée (T).
8. Spectromètre (D') selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de calcul (11) et les moyens de mémorisation (12) sont compris dans le microcontrôleur (10).
9. Procédé de mesure d'un spectre de longueurs d'onde (À) d'un liquide (70) à analyser utilisant le spectromètre (D') selon l'une quelconque des revendications précédentes, le procédé étant caractérisé en qu'il comprend les étapes suivantes : - Etape 1 : mémorisation dans les moyens de mémorisation (12) : - de la capacité (Ce) en fonction de la longueur d'onde (À) à sélectionner, - de la tension de commande (Vc) en fonction de la capacité (Ce), - Etape 2 : pour une longueur d'onde (À) à sélectionner, à partir des données mémorisées, envoi d'une tension de commande (Vc) à destination du filtre (30'), - Etape 3 : Mesure d'une capacité mesurée (Ce1) entre les deux éléments conducteurs (31, 32), - Etape 4 : comparaison entre la capacité mesurée (Ce1) et une capacité mémorisée (Ce2), représentative de la longueur d'onde (À) à sélectionner, si la capacité mesurée (Ce1) est différente de la capacité mémorisée (Ce2), alors :- Etape 5 : à partir des données mémorisées, envoi d'une tension de commande corrigée (Vc') à destination du filtre (30'), tant que la capacité mesurée (Ce1) est différente de la capacité mémorisée (Ce2) : - Répétition des étapes 3 à 5, 5 sinon : - Etape 6 : Mesure de l'intensité lumineuse du rayon lumineux (R) à la longueur d'onde (À) ainsi sélectionnée.
10. Véhicule automobile comprenant un spectromètre (D') selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.