FR3052865A1 - Procede de mesure de pression d'un carburant gazeux comprime dans une ligne d'alimentation d'un moteur equipant un vehicule automobile et dispositif de mesure associe - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un procédé de mesure de pression (Pr, Pr') d'un carburant gazeux comprimé dans un système d'alimentation (S') d'un moteur (M) équipant un véhicule automobile, à l'aide d'un dispositif de mesure de pression (D) comprenant un capteur de qualité (500) infra rouge et une unité électronique de contrôle (700), le procédé de mesure étant caractérisé en ce qu'il consiste, à déterminer une valeur d'absorbance corrigée (Abs2corr, Abs2corr) du carburant à partir de mesures d'absorbance (Abs1, Abs2) réalisées par analyse infra rouge, à des longueurs d'onde prédéterminées (λ1, λ2), et à comparer ladite valeur à une valeur d'absorbance nominale (Absn, Absn'), déterminée préalablement à partir de mesures d'absorbance réalisées à une pression nominale (Pn) après une phase de stabilisation de la pression du carburant (Δt1) et aux mêmes dites longueurs d'ondes (λ1, λ2), afin de déterminer la pression (Pr, Pr') du carburant.
Description
L’invention concerne un procédé de mesure de pression d’un carburant gazeux comprimé dans une iigne d’alimentation d’un moteur de véhicule automobile et un dispositif de mesure associé. L’invention se rapporte plus particulièrement à un capteur optique infrarouge intégrant une cellule de mesure par spectrométrie pour l’analyse de gaz en temps réel, ce capteur pouvant être utilisé en particulier pour l’analyse en continu d’un gaz circulant dans une tuyauterie.
En application principale, mais non exclusive, l’invention concerne la surveillance de la qualité et de la composition du carburant de véhicules par des capteurs embarqués sur ces véhicules. Cette surveillance est devenue essentielle avec l’utilisation grandissante de gaz naturels d’origines et de compositions variées.
Si ce contrôle est fait en temps réel, il permet au système de contrôle du véhicule d’adapter différents paramétres de réglage du moteur afin d’améliorer l’efficacité de la combustion, par exemple la quantité de carburant injecté, l’avance à l’allumage, ou la pression d’admission ou encore les réglages de dépollution.
La surveillance de la composition des carburants peut être effectuée à la pompe, la qualité doit rester constante, avec un large choix de combustibles d’origine pétrolière ou de gaz comportant des pourcentages variables en méthane, en dioxyde de carbone ou en encore azote. Un moyen simple de connaître cette composition est l’utilisation de capteurs placés dans le réservoir ou entre le réservoir et le moteur, afin que le système électronique de gestion du véhicule puisse adapter les paramètres de réglage du moteur. Le domaine de la lumière infrarouge est actuellement reconnu comme pertinent pour i’anaiyse optique par spectroscopie des caractéristiques des combustibles gazeux, telles que la teneur en méthane, butane, propane, éthane dioxyde de carbone ou le pouvoir calorifique.
Lors de l’utilisation de carburants teis que le gaz naturel comprimé, il est également nécessaire de connaitre ia pression du gaz dans le conduit d’admission au moteur.
Le gaz naturei comprimé est généralement disponible à une pression élevée, au dessus de 200 bars, et aux alentours de 250 bars. C’est à cette pression que s’effectue le remplissage du réservoir dans ie véhicuie automobile.
Le gaz, comprimé à 250 bars dans ie réservoir du véhicule, est filtré puis détendu à une pression inférieure à 20 bars, généraiement 8 bars afin d’aiimenter ie moteur.
Dans ce but, dans la ligne d’alimentation entre le réservoir et le moteur, se trouve un détendeur, taré à une pression d’alimentation souhaitée. Afin de contrôler la pression d’alimentation, se trouve également en aval du détendeur, un capteur de pression. Le contrôle de la pression permet d’ajuster les paramètres d’injection et surtout de détecter toute défaillance du système d’alimentation en gaz naturel, surpression ou fuite.
Ceci est représenté à la figure 1. A la figure 1 est représenté un système d’alimentation S en gaz comprimé, embarqué sur un véhicule automobile.
Le système d’alimentation S comprend un réservoir de gaz naturel comprimé 10 à une pression d’environ 250 bars, sous la forme de deux bonbonnes, chacune équipée d’une valve 20. L’ouverture des valves 20 permet la circulation du gaz comprimé vers un filtre 30 ; puis vers un régulateur de pression 40, plus précisément un détendeur, qui détend le gaz comprimé d’une pression initiale de 250 bars, à une pression d’admission inférieure à 20 bars, généralement autour de 8 bars. Le gaz comprimé ainsi détendu, est ensuite analysé par un capteur de qualité 50. Entre le régulateur de pression 40 et le capteur de qualité 50 se trouve un capteur de mesure de pression 80. Le capteur de qualité 50 est du type spectromètre, c'est-à-dire analyse par infrarouge.
Le carburant dont la pression et la composition ont été ainsi déterminées est alors injecté dans le moteur M, par l’intermédiaire d’au moins un injecteur 60 relié à une rampe d’injection 80.
Le fonctionnement des valves 20, du capteur de pression 80, du capteur de qualité 50 et de l’injecteur 60 est contrôlé par une unité électronique de contrôle 70 embarquée, du type ECU : unité de contrôle moteur, ou « Electronic Control Unit » en anglais. L’unité de contrôle 70 gère l’actionnement des valves 20 et de l’injecteur 60, et reçoit les informations de pression et d’analyse du carburant en provenance du capteur de mesure de pression 80 et du capteur de qualité 50. L’unité de contrôle 70 alimente également en tension tous ces composants.
Ce capteur de pression représente un coût non négligeable dans le système d’alimentation S. Il est également une source de défaillance potentielle supplémentaire.
La présente invention propose un dispositif d’analyse d’un carburant par infrarouge et de mesure de pression ne nécessitant pas de capteur de pression supplémentaire. L’invention concerne un procédé de mesure de pression d’un carburant gazeux comprimé dans un système d’alimentation d’un moteur équipant un véhicule automobile, à l’aide d’un dispositif de mesure de pression comprenant un capteur de qualité infra rouge et une unité électronique de contrôle, le procédé de mesure étant remarquable en ce qu’il consiste à déterminer une valeur d’absorbance corrigée du carburant à partir de mesures d’absorbance réalisées par analyse infra rouge, à des longueurs d’onde prédéterminées, et à comparer ladite valeur à une valeur d’absorbance nominale, déterminée préalablement à partir de mesures d’absorbance réalisées à une pression nominale après une phase de stabilisation de la pression du carburant et aux mêmes dites longueurs d’ondes, afin de déterminer la pression du carburant.
Le procédé de mesure de pression selon l’invention, dans un premier mode de réalisation, comprend les étapes suivantes : • Etape E3a : mesure et mémorisation d’une absorbance nominale déterminée à partir de mesures d’absorbances réalisées à une première longueur d’onde et à une deuxième longueur d’onde prédéterminées et distinctes entres elles à une pression nominale, • Etape E5a : mesure d’au moins une première, et d’une deuxième valeur d’absorbance à la première longueur d’onde et à la deuxième longueur d’onde prédéterminées et distinctes entres elles, • Etape E6a : calcul de la pression du carburant en fonction de la pression nominale, de l’absorbance nominale, de la première et de la deuxième valeur d’absorbance.
Le procédé de mesure de pression selon l’invention, dans un deuxième mode de réalisation, comprend les étapes suivantes : • Etape E3b : mesure et mémorisation d’une absorbance nominale déterminée à partir de mesures d’absorbances réalisées à une première longueur d’onde, à une deuxième longueur d’onde et à une troisième longueur d’onde prédéterminées et distinctes entres elles et à une pression nominale, • Etape E5b : mesure d’au moins une première, d’une deuxième valeur d’absorbance et d’une troisième valeur d’absorbance, respectivement à la première longueur d’onde, à la deuxième et à la troisième longueur d’onde prédéterminées et distinctes entres elles, • Etape E6b : calcul de la pression du carburant en fonction de la pression nominale, de l’absorbance nominale, de la première, de la deuxième valeur et de la troisième valeur d’absorbance.
Préférentiellement, le procédé comprend en outre avant l’étape E3a ou E3b, les étapes suivantes : • Etape EO : mémorisation préalable de la pression nominale (Pn), • Etape E1 : vérification d’une mise sous pression du système, • Etape E2 : vérification qu’un premier délai prédéterminé (At1) s’est écoulé, sinon retour à l’étape 1. et le premier délai prédéterminé correspond à une durée moyenne de stabilisation de la pression du carburant.
Le procédé de mesure de pression peut comprendre également l’étape E3a ou respectivement E3b, et l’étape E5a ou respectivement E5b, l’étape suivante : • Etape E4 : vérification qu’un deuxième délai prédéterminé s’est écoulé, sinon retour à l’étape E1.
Judicieusement, la première longueur d’onde est telle qu’elle n’est pas absorbée par le carburant, et la deuxième longueur d’onde correspond à la longueur d’onde d’absorption du méthane.
Et la troisième longueur d’onde est telle qu’elle est distincte de la première longueur d’onde et qu’elle n’est pas absorbée par le carburant. L’invention concerne également un dispositif de mesure de variations de pression d’un carburant gazeux comprimé dans un système d’alimentation d’un moteur équipant un véhicule automobile, ledit dispositif étant remarquable en ce qu’il comprend : • un capteur infra rouge de qualité mesurant à au moins à une première longueur d’onde et à une deuxième longueur d’onde prédéterminées et distinctes entres elles ; une première et une deuxième valeur d’absorbance, • des moyens de détection de mise sous pression du système, • une horloge, • des moyens de réglage de la longueur d’onde du capteur de qualité à au moins deux longueurs d’ondes prédéterminées et distinctes entres elles, • des moyens de mémorisation : - d’une absorbance nominale, calculée à partir de mesures d’absorbances réalisées aux au moins deux longueurs d’ondes prédéterminées à une pression nominale correspondante, et - de la pression nominale, • des moyens de réception en provenance du capteur de qualité, des mesures d’absorbances réalisées aux, au moins deux longueurs d’ondes prédéterminées, • des moyens de calcul de la pression du gaz comprimé en fonction de l’absorbance nominale, de la pression nominale et des valeurs d’absorbance mesurées aux, au moins deux longueurs d’ondes prédéterminées.
Préférentiellement, les moyens de détection, l’horloge, les moyens de réglage, les moyens de mémorisation, les moyens de réception, les moyens de calcul sont compris dans une unité électronique de contrôle. L’invention concerne également tout système d’alimentation en carburant gazeux, comprenant un dispositif de mesure de pression selon l’une quelconque des caractéristiques énumérées ci-dessus.
Et finalement l’invention s’applique à tout véhicule automobile comprenant un dispositif de mesure de pression selon l’une quelconque des caractéristiques énumérées cl-dessus. 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 dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un système d’alimentation S en gaz comprimé, destiné à être embarqué sur un véhicule automobile selon l’art antérieur, - la figure 2, représente schématiquement un système d’alimentation S’ en gaz comprimé, destiné à être embarqué sur un véhicule automobile selon l’Invention, - la figures, représente schématiquement l’unité électronique de contrôle 700 selon l’Invention, - la figure 4 est un logigramme représentant le procédé de mesure de pression selon l’invention, - la figure 5 représente schématiquement la pression en aval du détendeur à partir de la mise sous tension du véhicule, - la figure 6 représente la variation de l’absorbance selon la pression du gaz à trois longueurs d’onde distinctes.
Le système d’alimentation S’ en gaz comprimé d’un véhicule automobile, selon l’invention est représenté à la figure 2.
Comme dans l’art antérieur, le système d’alimentation S’ comprend un réservoir de gaz naturel comprimé 10 à une pression d’environ 250 bars, sous la forme de deux bonbonnes, chacune équipée d’une valve 20. L’ouverture des valves 20 permet la circulation du gaz comprimé vers un filtre 30 ; puis vers un régulateur de pression 40, plus précisément un détendeur 40, qui détend le gaz comprimé d’une pression initiale de 250 bars, à une pression d’admission inférieure à 20 bars. Le gaz comprimé ainsi détendu, est ensuite analysé par un capteur de qualité 500. Le capteur de qualité 500 est du type spectromètre, c’est-à-dire analyse par infrarouge.
Le fonctionnement des valves 20, du capteur de qualité 500 et de l’injecteur 60 est contrôlé par une unité électronique de contrôle 700 embarquée, du type ECU : unité de contrôle moteur, ou « Electronic Control Unit » en anglais. L’unité de contrôle 700 gère l’actionnement des valves 20 et de l’injecteur 60, et reçoit les informations d’analyse du carburant en provenance du capteur de mesure de pression 80 et du capteur de qualité 50.
Cependant, contrairement au système d’alimentation S de l’art antérieur, le système d’alimentation S’ selon l’invention ne comprend pas de capteur de mesure de pression.
Selon l’invention, le capteur de qualité 500 et l’unité électronique de contrôle 700 auquel il est relié définissent un dispositif de mesure de pression D et sont adaptés afin de pouvoir déterminer non seulement la composition mais aussi la pression du gaz comprimé circulant vers le moteur M.
Le carburant dont la pression et la composition sont ainsi déterminées est alors injecté dans le moteur M, par l’intermédiaire d’au moins un injecteur 60 relié à une rampe d’injection 80.
Le dispositif de mesure de pression D comprenant le capteur qualité 500 du carburant et l’unité électronique de contrôle 700 permet de s’affranchir d’un capteur de pression supplémentaire.
Dans ce but, le capteur de qualité 500 est un capteur de type infra rouge, mesurant l’absorbance du carburant successivement à au moins deux longueurs d’onde prédéterminées et distinctes entres elles. Le capteur de qualité 500 permet de mesurer l’absorbance à des longueurs d’onde sélectionnables parmi une fenêtre de longueurs d’onde d’infra rouge ou proches infra rouge. Par exemple, la fenêtre de longueurs d’onde du capteur de qualité 500 se situe dans les bandes d’absorption des liaisons moléculaires des hydrocarbonés, entre 800 nm et 2500 nm, préférentiellement entre 1550 nm et 1950 nm. L’unité électronique de contrôle 700 alimente en tension le capteur de qualité 500, commande le dit capteur, et reçoit les mesures d’absorbance que le dit capteur 500 réalise.
Selon l’invention, l’unité électronique de contrôle 700 comprend : • des moyens de détection Ml de mise sous pression du système S’, • une horloge H, • des moyens de réglage M2 de la longueur d’onde du capteur de qualité 500 à au moins deux longueurs d’ondes prédéterminées et distinctes, λ1, λ2, • des moyens de mémorisation M3 d’une absorbance nominale AbSn, calculée à partir de mesures d’absorbances AbSni, AbSn2, réalisées aux, au moins, deux longueurs d’ondes prédéterminées, à une pression nominale Pn correspondante, ainsi que de la pression nominale Pn, • des moyens de réception M4 en provenance du capteur de qualité 500, des mesures d’absorbances réalisées aux, au moins deux longueurs d’ondes prédéterminées. • des moyens de calcul M5 de la pression Pr du gaz comprimé en fonction de l’absorbance nominale AbSn, de la pression nominale Pn, de la première absorbance Absi et de la deuxième absorbance AbS2.
Les moyens de détection M1 de mise sous pression du système S’ sont par exemple, constitués de moyens de détection d’ouverture des vannes 20, par exemple un circuit électronique mesurant la tension de commande aux bornes des vannes 20 et fournissant en sortie, par exemple un signal binaire, 0 si les vannes sont fermées (pas de tension de commande, ou tension de commande en dessous d’un seuil), 1 si les vannes sont ouvertes (tension de commande au dessus du seuil) ce qui signifie que le gaz comprimé est libéré des réservoirs 10 et circule dans le système d’alimentation S’.
Les moyens de détection M1 permettent ainsi de savoir si du gaz comprimé circule dans le circuit d’alimentation S’. Les moyens de détection M1 sont reliés à l’horloge H. L’horloge H est du type horloge électronique, ladite horloge H mesure une durée entre l’ouverture des vannes 20, détectée par les moyens de détection M1, jusqu’à un premier délai prédéterminé At1. Une fois le premier délai prédéterminé écoulé, l’horloge H envoie un signal aux moyens de calcul M5. Le premier délai prédéterminé At1 correspond à une durée nécessaire au gaz comprimé après l’ouverture des vannes 20 pour que la pression et la composition dudit gaz en aval du détendeur 40 dans la canalisation d’alimentation se stabilise.
En effet, à l’ouverture des vannes 20, la pression du gaz fluctue.
Le gaz comprimé durant cette phase transitoire, et tant que le premier délai prédéterminé At1 n’est pas terminé a donc une pression variable. Il est nécessaire d’attendre que la pression dudit gaz se stabilise avant de commencer les mesures d’absorbance.
Ceci est illustré à la figure 5. Lorsque le moteur est allumé (« IGN » à la figures passe deO à1), la pression P en aval du détendeur40 augmente progressivement jusqu’à atteindre une valeur stable Pr. Pendant le premier délai prédéterminé At1, la pression P augmente et n’est pas stable.
Les moyens de réglage M2 constituent le circuit de commande du capteur de qualité 500. Ils permettent de régler la valeur de la longueur d’onde de l’émetteur du capteur 500 à une valeur prédéterminée.
Dans un premier mode de réalisation, les moyens de réglage M2 ajustent l’émetteur du faisceau lumineux du capteur de qualité 500 à deux longueurs d’ondes prédéterminées et distinctes entre elles, une première longueur d’onde λ1, qui est une longueur d’onde dite « de référence » et une deuxième longueur d’onde λ2, dite « de mesure ».
La première longueur d’onde λ1 est choisie de telle manière que la première mesure d’absorbance Absi réalisée à la dite première longueur d’onde λ1 est située dans une zone du spectre où le gaz comprimé n’absorbe pas ou peu et donc où la mesure d’absorbance ne varie pas ou peu en fonction de la concentration du gaz et donc de sa pression.
Ceci est représenté à la figure 6. Par exemple λ1 =1576.6 nm.
La deuxième longueur d’onde Λ2 est choisie de telle manière que la deuxième mesure d’absorbance Abs2 réalisée à la dite deuxième longueur d’onde varie fortement selon la pression du gaz comprimé. Le gaz comprimé étant composé à plus de 80 % de Méthane, et quelque soit le type de gaz naturel comprimé, ce dernier contient toujours du méthane, la deuxième longueur d’onde A2 correspond, donc à la longueur d’onde de détection du méthane.
Ceci est représenté à la figure 6. Par exemple λ=1646 nm.
On peut alors calculer une deuxième mesure d’absorbance corrigée Abs2corr, par la formule suivante :
Avec :
Abs2corr : absorbance corrigée selon le premier mode de réalisation,
Absi : première mesure d’absorbance à la première longueur d’onde AI,
Abs2 : deuxième mesure d’absorbance à la deuxième longueur d’onde A2,
Dans un deuxième mode de réalisation, les moyens de réglage M2 ajustent l’émetteur du faisceau lumineux du capteur de qualité 500 à trois longueurs d’ondes prédéterminées et distinctes entre elles, la première longueur d’onde Al, la deuxième longueur d’onde A2, et une troisième longueur d’onde A3 également dite « de référence ».
La troisième longueur d’onde A3 est distincte de la première longueur d’onde Al et est choisie de telle manière que la troisième mesure d’absorbance Absa réalisée à ladite troisième longueur d’onde A3 est également située dans une zone spectrale où le gaz comprimé n’absorbe pas et donc où la mesure d’absorbance varie peu ou pas selon la pression du gaz comprimé. La troisième mesure d’absorbance Absa est comme la première mesure d’absorbance Absi, une mesure de référence, qui permet de mesurer le seuil d’absorbance, en dehors de toute absorption du gaz comprimé.
Ceci est représenté à la figure 6. Par exemple A3=1923.3 nm.
La troisième mesure d’absorbance Absa réalisée à la troisième longueur d’onde A3 permet de corriger tout écart de mesure avec la première mesure d’absorbance Absi réalisée à la première longueur d’onde Al et améliore la précision de la deuxième mesure d’absorbance AbSa réalisée à la deuxième longueur d’onde A2. La troisième mesure d’absorbance AbSa permet de corriger toute dérive de la mesure d’absorbance de référence. L’intérêt de cette troisième mesure est de corriger la variation de l’indice de réfraction du gaz comprimé en fonction de la pression et de la longueur d’onde.
En réalisant une régression linéaire entre la première mesure d’absorbance Absi et la troisième mesure d’absorbance AbSs, nous obtenons le coefficient directeur A et l’ordonnée à l’origine B (cf. figure 6) de la manière suivante :
Et: B = Absi A étant le coefficient directeur, et B, l’ordonnée à l’origine de la droite passant par Absi et Absa :
Absi = A X Ai + B
Ainsi, la deuxième mesure d’absorbance corrigée Absacorr· peut être calculée de la manière suivante :
Avec :
Absacorr’ : absorbance corrigée selon le deuxième mode de réalisation,
Absi : première mesure d’absorbance à la première longueur d’onde λ1,
Absa : deuxième mesure d’absorbance à la deuxième longueur d’onde A2, Abs3 : troisième mesure d’absorbance à la troisième longueur d’onde A3, A1 : première longueur d’onde, A2 : deuxième longueur d’onde, A3 : troisième longueur d’onde.
Les moyens de mémorisation M3 sont du type mémoire réinscriptible et contiennent la valeur nominale de l’absorbance AbSn du gaz comprimé calculée à partir de mesures d’absorbances réalisées aux, au moins deux longueurs d’onde prédéterminés A1, A2 et à une pression nominale Pn ainsi que la valeur de la pression nominale Pn. La valeur corrigée de l’absorbance AbSn nominale est calculée de la manière suivante et déterminée à chaque démarrage du véhicule, lorsque la pression du gaz comprimé est stabilisée, une fois le premier délai prédéterminé At1 écoulé, selon la formule suivante :
Abs·^ = Abs.^2 ~ AbSjii
Avec :
AbSn : valeur de l’absorbance nominale selon le premier mode de réalisation, AbSni : valeur de l’absorbance mesurée à la pression nominale Pn et à la première longueur d’onde A1,
AbSn2 : valeur de l’absorbance mesurée à la pression nominale Pn et à la deuxième longueur d’onde A2,
La pression nominale Pn est supposée de valeur fixe et correspond à la pression du détendeur 40, soit par exemple 8 bars. La pression nominale Pn est enregistrée dans les moyens de mémorisation M3.
Similairement, selon le deuxième mode de réalisation, la valeur de l’absorbance nominale AbSn’ est calculée à partir de mesures d’absorbances réalisées aux trois longueurs d’ondes prédéterminées λ1, A2, A3 à la pression nominale Pn, selon la formule suivante :
Avec :
Et:
AbSn : valeur de l’absorbance nominale selon le deuxième mode de réalisation,
AbSni : valeur de l’absorbance mesurée à la pression nominale Pn et à la première longueur d’onde A1,
AbSn2 : valeur de l’absorbance mesurée à la pression nominale Pn et à la deuxième longueur d’onde A2,
AbSns : valeur de l’absorbance mesurée à la pression nominale Pn et à la troisième longueur d’onde A3, A1 : première longueur d’onde, A2 : deuxième longueur d’onde, A3 : troisième longueur d’onde.
Les moyens de mémorisation M3 sont reliés aux moyens de calcul M5.
Les moyens de réception M4, par un exemple un circuit électronique de réception de données et reçoivent toutes les mesures d’absorbance qui sont envoyées par exemple par un bus CAN (« Contrôler Area Network » en anglais, réseau de contrôle) ou par tout autre type de protocole de communication, connu de l’homme du métier, par le capteur de qualité 500 aux, au moins deux longueurs d’ondes prédéterminées, c'est-à-dire : la première absorbance Absi à la première longueur d’onde A1, la deuxième absorbance Abs2 à la deuxième longueur d’onde A2, et dans le deuxième mode de réalisation, les moyens de réception M4 reçoivent également la troisième absorbance AbSs réalisée à la troisième longueur d’onde A3, ainsi que toutes les valeurs d’absorbance nominales AbSpi : valeur de l’absorbance mesurée à la pression nominale Pn et à la première longueur d’onde A1, AbSn2 : valeur de l’absorbance mesurée à la pression nominale Pn et à la deuxième longueur d’onde λ2, et AbSns : valeur de l’absorbance mesurée à la pression nominale Pn et à la troisième longueur d’onde Λ3.
Les moyens de réception M4 sont reliés aux moyens de calcul M5.
Les moyens de calcul M5 se présentent sous la forme de logiciel.
Dans le premier mode de réalisation, les moyens de calcul M5 déterminent la pression réelle Pr du gaz comprimé circulant en aval du détendeur 40, en fonction de l’absorbance nominale AbSn, de la pression nominale Pn et de l’absorbance corrigée en fonction de la première absorbance Absi et de la deuxième absorbance Abs2, mesurées par le capteur de qualité 500, par la formule suivante :
AbSn : valeur de l’absorbance nominale à la pression nominale Pn, selon le premier mode de réalisation,
Abs2corr : valeur de l’absorbance corrigée selon le premier mode de réalisation,
Pn : pression nominale du détendeur 40 ; par exemple 8 bars,
Pr : pression réelle circulant en aval du détendeur 40 que l’on souhaite déterminer, selon le premier mode de réalisation.
Dans le deuxième mode de réalisation, les moyens de calcul M5 déterminent la pression réelle Pr’ du gaz comprimé à partir de la mesure d’absorbance corrigée Abs2corr’ et à partir de la mesure d’absorbance nominale AbSn’ qui ont été déterminées chacune à partir des trois mesures d’absorbance. C'est-à-dire : avec :
AbSn’ valeur de l’absorbance nominale, selon le deuxième mode de réalisation,
Abs2corr’ : valeur de l’absorbance corrigée selon le deuxième mode de réalisation,
Pr’ : pression réelle circulant en aval du détendeur 40 que l’on souhaite déterminer, selon le deuxième mode de réalisation.
Pn : pression nominale du détenteur 40 ; par exemple 8 bars.
Le procédé de pression Pr, Pr’ du carburant gazeux circulant dans la ligne d’alimentation S’ du moteur M et illustré à la figure 4 va maintenant être décrit.
Dans une première étape préalable (EO), la pression nominale Pn, soit la pression de détente du détendeur 40, soit la pression en aval du détendeur 40 lorsque celui-ci fonctionne est enregistrée dans les moyens de mémorisation M3 afin d’être utilisé pour déterminer la pression réelle Pr, Pr’, comme cela est décrit ci après.
Lors d’une première étape (E1), si l’ouverture des vannes 20 a été détectée par les moyens de détection M1, c'est-à-dire si le véhicule est sous tension et le moteur a démarré, alors pendant le délai prédéterminé At1 (étape E2), aucune mesure d’absorbance n’est réalisée.
Puis une fois le premier délai prédéterminé écoulé At1, lors d’une troisième étape (E3), les moyens de réglage M2 commandent le capteur de qualité 500 afin qu’il procède à la mesure de la valeur de l’absorbance nominale, déterminée à partir de deux (étape E3a) ou de trois mesures (étape E3b) d’absorbance qui sont supposées être réalisées à la pression nominale Pn, qui est la pression du détendeur 40, préalablement mémorisée, c’est-à-dire AbSn ou AbSn’. Lesdites mesures sont mémorisées dans les moyens de mémorisation M3.
Lors d’une quatrième étape (E4) tant qu’un deuxième délai prédéterminé At2 mesuré par l’horloge H, ne s’est pas écoulé, aucune mesure d’absorbance n’est réalisée. Une fois le deuxième délai prédéterminé At2, écoulé, alors on procède à la mesure : • Etape E5a : de la première et deuxième valeur d’absorbance Absi, Abs2 dans le premier mode de réalisation à la première et deuxième longueur d’onde λ1, et Λ2, ou • Etape E5b : de la première, deuxième et troisième valeur d’absorbance Absi, Abs2, Absa à la première, deuxième et troisième longueur d’onde λ1, λ2, et A3.
Puis le capteur de qualité 500 envoie les dites mesures aux moyens de réception M4, et les moyens de calculs M5 calculent alors la pression réelle Pr, P/ circulant en aval du détenteur par la formule, pour le premier mode de réalisation (étape E6a) :
Avec :
Et:
Pn : pression nominale du détendeur 40, déterminée préalablement et mémorisée dans les moyens de mémorisation M3.
AbSn : absorbance nominale selon le premier mode de réalisation,
Abs2corr : absorbance corrigée selon le premier mode de réalisation,
Absi : première mesure d’absorbance à la première longueur d’onde A1,
AbS2 : deuxième mesure d’absorbance à la deuxième longueur d’onde A2,
Et en utilisant, la formule suivante, pour le deuxième mode de réalisation (étape E6b) :
Avec :
Et:
Pn : pression nominale,
AbSn’ : absorbance nominale selon le deuxième mode de réalisation,
Abs2corr’ : absorbance corrigée selon le deuxième mode de réalisation,
Absi : première mesure d’absorbance à la première longueur d’onde λ1,
Abs2 : deuxième mesure d’absorbance à la deuxième longueur d’onde A2, Abs3 : troisième mesure d’absorbance à la troisième longueur d’onde A3, A1 : première longueur d’onde, A2 : deuxième longueur d’onde, A3 : troisième longueur d’onde.
Le procédé de mesure de pression selon l’invention permet judicieusement, d’utiliser le capteur de qualité du carburant afin de déterminer la pression du carburant.
Le procédé de l’invention utilise judicieusement la variation de la valeur de l’absorbance du carburant en fonction de la pression du carburant à certaines longueurs d’onde afin de déterminer la pression du carburant dans le système d’alimentation à partir simplement de mesures d’absorbance. L’invention réside sur l’hypothèse que la pression en aval du détendeur, une fois le système sous pression et stabilisé est considérée comme la pression nominale du détendeur. Toute variation de pression dans le système est alors estimée en fonction de cette pression nominale Pn.
Le procédé de mesure propose également de réaliser différentes mesures d’absorbances afin de corriger les valeurs mesurées et d’obtenir une meilleure précision de la pression du carburant.
Finalement le dispositif de mesure de pression, est ingénieux, et peu coûteux, car il ne nécessite que des moyens logiciels et matériels simples intégrés dans l’unité électronique de contrôle du capteur et il permet de s’affranchir d’un capteur de pression dédié supplémentaire.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Procédé de mesure de pression (Pr, P/) d’un carburant gazeux comprimé dans un système d’alimentation (S’) d’un moteur (M) équipant un véhicule automobile, à l’aide d’un dispositif de mesure de pression (D) comprenant un capteur de qualité (500) infra rouge et une unité électronique de contrôle (700), le procédé de mesure étant caractérisé en ce qu’il consiste, à déterminer une valeur d’absorbance corrigée (AbS2corr, Abs2corr) du carburant à partir de mesures d’absorbance (Absi, AbS2) réalisées par analyse infra rouge, à des longueurs d’onde prédéterminées (λ1, λ2), et à comparer ladite valeur à une valeur d’absorbance nominale (AbSn, AbSn’), déterminée préalablement à partir de mesures d’absorbance réalisées à une pression nominale (Pn) après une phase de stabilisation de la pression du carburant (At1 ) et aux mêmes dites longueurs d’ondes (λ1, λ2), afin de déterminer la pression (Pr, Pr’) du carburant.
- 2. Procédé de mesure de pression (Pr, Pr’) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : • Etape E3a : mesure et mémorisation d’une absorbance nominale (AbSn) déterminée à partir de mesures d’absorbances (Absm, AbSn2) réalisées à une première longueur d’onde (λ1) et à une deuxième longueur d’onde (Λ2) prédéterminées et distinctes entres elles à une pression nominale (Pn), • Etape E5a : mesure d’au moins une première (Absi), et d’une deuxième (Abs2) valeur d’absorbance à la première longueur (λ1) d’onde et à la deuxième longueur (A2) d’onde prédéterminées et distinctes entres elles; • Etape E6a : calcul de la pression (Pr) du carburant en fonction de la pression nominale (Pn), de l’absorbance nominale (AbSn), de la première (Absi) et de la deuxième valeur (Abs2) d’absorbance.
- 3. Procédé de mesure de pression (Pr’) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ; • Etape E3b : mesure et mémorisation d’une absorbance nominale (AbSn ) déterminée à partir de mesures d’absorbances (AbSni, AbSn2, AbSns)) réalisées à une première longueur d’onde (λ1), à une deuxième longueur d’onde (A2) et à une troisième longueur d’onde (A3) prédéterminées et distinctes entres elles et à une pression nominale (Pn), • Etape E5b : mesure d’au moins une première (Absi), d’une deuxième (Abs2) valeur d’absorbance et d’une troisième valeur d’absorbance (Abs3), respectivement à la première longueur (A1) d’onde, à la deuxième (A2) et à la troisième longueur (A3) d’onde prédéterminées et distinctes entres elles. • Etape E6b : calcul de la pression (Pr) du carburant en fonction de la pression nominale (Pn), de l’absorbance nominale (AbSn), de la première (Absi); de la deuxième valeur (AbS2) et de la troisième valeur (AbSs) d’absorbance.
- 4. Procédé de mesure de pression selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu’il comprend en outre, avant l’étape E3a ou E3b, les étapes suivantes : • Etape EO : mémorisation préalable de la pression nominale (Pn), • Etape E1 : vérification d’une mise sous pression du système, • Etape E2 : vérification qu’un premier délai prédéterminé (At1) s’est écoulé, sinon retour à l’étape 1. et en ce que, le premier délai prédéterminé (At1) correspond à une durée moyenne de stabilisation de la pression du carburant.
- 5. Procédé de mesure de pression selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre, entre l’étape E3a ou respectivement E3b, et l’étape E5a ou respectivement E5b, l’étape suivante : • Etape E4 : vérification qu’un deuxième délai prédéterminé (At2) s’est écoulé, sinon retour à l’étape E1.
- 6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, la première longueur d’onde (λ1) est telle qu’elle n’est pas absorbée par le carburant, et la deuxième longueur d’onde (λ2) correspond à la longueur d’onde d’absorption du méthane.
- 7. Procédé de mesure de pression selon la revendication 3, caractérisé en ce que la troisième longueur d’onde (λ3) est telle qu’elle est distincte de la première longueur d’onde (λ1 ) et qu’elle n’est pas absorbée par le carburant.
- 8. Dispositif de mesure de variations de pression (D) d’un carburant gazeux comprimé dans un système d’alimentation (S’) d’un moteur (M) équipant un véhicule automobile, ledit dispositif (D) étant caractérisé en ce qu’il comprend : • un capteur infra rouge de qualité (500) mesurant à au moins à une première longueur d’onde (λ1) et à une deuxième longueur d’onde (A2) prédéterminées et distinctes entres elles ; une première (Absi, Absni) et une deuxième valeur (Abs2, Absn2) d’absorbance, • des moyens de détection (M1 ) de mise sous pression du système, • une horloge (H), • des moyens de réglage (M2) de la longueur d’onde du capteur de qualité (500) à au moins deux longueurs d’ondes prédéterminées (λ1, λ2) et distinctes entres elles, • des moyens de mémorisation (M3) - d’une absorbance nominale (AbSn, AbSn’), calculée à partir de mesures d’absorbances (AbSni, AbSn2) réalisées aux au moins deux longueurs d’ondes prédéterminées à une pression nominale (Pn) correspondante, et - de la pression nominale (Pn), • des moyens de réception (M4) en provenance du capteur de qualité (500), des mesures d’absorbances réalisées aux, au moins deux longueurs d’ondes prédéterminées, • des moyens de calcul (M5) de la pression (Pr, Pr’) du gaz comprimé en fonction de l’absorbance nominale (AbSn, AbSn’), de la pression nominale (Pn) et des valeurs d’absorbance (Absi, Abs2, AbSs) mesurées aux, au moins deux longueurs d’ondes (λ1, λ2, A3) prédéterminées.
- 9. Dispositif (D) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de détection (M1), l’horloge (H), les moyens de réglage (M2), les moyens de mémorisation (M3), les moyens de réception (M4), les moyens de calcul (M5) sont compris dans une unité électronique de contrôle (700).
- 10. Système d’alimentation (S’) en carburant gazeux, comprenant un dispositif de mesure (D) de pression selon l’une des revendications 8 à 9.
- 11. Véhicule automobile comprenant un dispositif de mesure (D) de pression selon l’une des revendications 8 à 9.
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Effective date: 20171222 |
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Effective date: 20220103 |
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