ITBO960293A1 - Metodo per il controllo dei rifornimenti di carburante e relativa apparecchiatura. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di breveto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

METODO PER IL CONTROLLO PEI RIFORNIMENTI DI CARBURANTE E RELATIVA APPARECCHIATURA.

Il presente trovato concerne un metodo ed una relativa apparecchiatura per il controllo dei rifornimenti di carburante. In particolare, il trovato è relativo ad un metodo e ad una apparecchiatura da utilizzarsi per verificare l'effetiva quantità di carburante introdota in un serbatoio, ovvero la corrispondenza tra la quantità di carburante dichiarata come immessa nel serbatoio e quella realmente immessa.

L'apparecchiatura trova una preferibile applicazione in quei casi in cui la persona (fisica o giuridica) che ha l'onere delle spese relative al carburante di un autoveicolo non coincida con la persona delegata alla guida del medesimo o comunque con la persona che fa eseguire il rifornimento.

Un tipico esempio di questa situazione è rappresentato dalle ditte provviste di un parco automezzi i cui rifornimenti sono gestiti autonomamente dai vari conducenti. Generalmente, quando i rifornimenti non vengono eseguiti in stazioni di rifornimento interne alla ditta, sono gli stessi conducenti che comunicano alla ditta i quantitativi di carburante acquistato e vengono rimborsati per l'equivalente della somma spesa.

Attualmente il controllo della quantità di carburante è realizzato tramite il riempimento di appositi moduli sui quali vanno indicati i quantitativi di carburante e le relative spese sostenute.

Tali moduli sono riempiti manualmente dal conducente del veicolo e vengono timbrati e/o vistati dall'esercente della stazione di servizio nella quale il rifornimento viene eseguito.

Con tali modalità di controllo, soprattutto in quei casi in cui i serbatoi hanno capacità dell'ordine delle centinaia di litri, è relativamente facile la dichiarazione di consumi-spese differenti a quelli relativi all'effettiva introduzione nel serbatoio.

Lo scopo del presente trovato è pertanto quello di eliminare tale possibilità con un metodo ed una relativa apparecchiatura che consentano un preciso controllo del carburante effettivamente introdotto nel serbatoio ovvero consentire una precisa misura del carburante effettivamente introdotto nel serbatoio, anche al fine di eliminare tale possibilità di frode.

Il trovato, infatti, permette di misurare il livello del carburante contenuto nel serbatoio mediante una analisi dei segnali elettrici provenienti dagli strumenti di misura normalmente in dotazione al veicolo, in particolare correlando dapprima il segnale proveniente dal serbatoio con quello relativo alle variazioni di tensione nel circuito di alimentazione del veicolo. In questo modo il rilevamento del livello del carburante presente nel serbatoio risulta indipendente dagli sbalzi di tensione elettrica. I valori relativi alle misurazioni del livello costituiscono dati utilizzabili per le verifiche ed elaborazioni successive.

Successivamente il segnale così condizionato, relativo appunto alla quantità di carburante effettivamente contenuta nel serbatoio al quale risulta essere sovrapposto il rumore dovuto agli sciacqui causati da sobbalzi, accelerazioni e decelerazioni, salite e discese, viene correlato con il segnale relativo alla distanza percorsa dal veicolo e/o a quello relativo al tempo trascorso con motore acceso, mediante opportune operazioni di interpolazione tese ad eliminare o comunque minimizzare gli effetti di detto rumore. Detta correlazione consente inoltre di ricavare mediante estrapolazione, qualora ciò si rivelasse necessario, la quantità di carburante contenuta nel serbatoio anche in quelle zone ove il sensore di livello non fosse più funzionante, quali la zona corrispondente al serbatoio quasi vuoto o quella corrispondente al serbatoio quasi pieno.

I dati, una volta ricavati, possono essere contenuti in opportuni mezzi di memorizzazione a bordo del veicolo e/o trasferiti (periodicamente o in continuo) a mezzi di memorizzazione ed elaborazione esterni.

Tra i vantaggi del trovato, oltre alla correttezza dei dati relativi alla quantità di carburante nel serbatoio, è da sottolineare il fatto che il metodo (ovvero la relativa apparecchiatura) può essere agevolmente messo in opera utilizzando sostanzialmente la strumentazione già esistente a bordo di un veicolo.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

- la figura 1 illustra uno schema a blocchi relativo ad un esempio di realizzazione di una apparecchiatura in accordo con il presente trovato;

- le figure 2, 3, 4 illustrano schemi relativi a possibili esempi di presentazioni di dati ottenibili mediante il presente trovato.

Nel corso della presente descrizione sarà fatto riferimento all'esempio rappresentato nelle figure, descrivendo il metodo unitamente alla specifica forma di realizzazione dell'apparecchiatura rappresentata esemplificativamente in figura 1, senza con questo limitare la portata del trovato.

Per l'esecuzione del metodo in oggetto, a bordo di un veicolo viene installata una apparecchiatura, contrassegnata con 1 nella sua totalità nell'esempio di figura 1.

Sempre con riferimento all'esempio non limitativo di figura 1, l'apparecchiatura 1 può comprendere una unità di elaborazione 2 opportunamente programmata e connessa ad un convertitore analogico/digitale (ADC) 3, ad un orologio 4 (fornente un relativo segnale S4) e a mezzi di memorizzazione dati, quali, ad esempio, una memoria riscrivibile non volatile 5. L'apparecchiatura 1 è inoltre collegabile ad un contatore 6 e ad una unità 10 di ingresso/uscita dati.

L'apparecchiatura 1 risulta collegata all'impianto di alimentazione elettrica dell'automezzo, rappresentato schematicamente dal simbolo di una batteria 90 e da un circuito 9 in figura 1; sul circuito 9 è presente una determinata tensione, dalla quale l'apparecchiatura ricava un relativo segnale S2.

L'apparecchiatura 1 è altresì collegata al misuratore del livello di carburante in un serbatoio 80 tramite un relativo circuito 8 fornente un corrispondente segnale elettrico SI.

Inoltre, all'unità di elaborazione 2 dell'apparecchiatura 1 perviene un ulteriore segnale elettrico S3 da parte dell'odometro di bordo 70, per il tramite di un relativo circuito 7 collegato al contatore 6 di cui sopra.

Il sistema provvede, durante il movimento, ad acquisire con continuità il valore elettrico del segnale SI del serbatoio, lo normalizza tenendo conto delle variazioni della tensione di alimentazione (segnale S2), poiché le variazioni di tensione di alimentazione provocano una proporzionale variazione della tensione proveniente dal sensore del serbatoio; inoltre può correlare tale segnale con la distanza percorsa, rilevata dal contatore 6 e con i dati temporali. I dati vengono quindi salvati nella memoria non volatile 5. La fig. 2 mostra una possibile rappresentazione dei dati così rilevati, dove sull’asse delle orinate è indicato un valore elettrico V.E e sull’asse delle ascisse un valore Km relativo ai chilometri percorsi.

Nell’esempio illustrato in figura 1, così come nelle rivendicazioni, sono stati utilizzati i simboli 12 , 13 ed 14 per contraddistinguere, rispettivamente indici relativi ad elaborazioni aventi come oggetto almeno il secondo S2, il terzo S3 ed il quarto segnale S4.

Al fine di diminuire la quantità di informazioni memorizzate, l'unità di elaborazione può provvedere ad interpolare i valori su tratte chilometriche di lunghezza arbitraria, limitandosi a memorizzare quindi l'equazione descrivente l’interpolata o i soli valori iniziali e finali di ciascuna tratta risultanti dall'operazione di interpolazione. L'interpolazione può essere sia lineare che non lineare. Una interpolazione non lineare approssimerà in modo migliore la curva reale. Un possibile risultato di detta interpolazione è rappresentato in figura 3, dove i tratti verticali rappresentano i rifomimenti di carburante e dove sugli assi di ascisse ed ordinate sono previsti gli stessi valori del grafico di figura 2. L'operazione di interpolazione consente inoltre di ottenere una curva più immune agli errori intrinseci nel sistema serbatoio-galleggiante e che quindi più si accosta ai reali valori di livello carburante.

I dati così raccolti possono essere periodicamente scaricati tramite l'unità di ingresso/uscita 10 ad altri dispositivi di memorizzazione e/o elaborazione quali carte a microchip, microelaboratori dedicati e/o personal computer. L'unità di ingresso/uscita 10 può essere sia del tipo "a contatto", facente cioè uso di connettori, che "senza contatto" o "wireless", facente cioè uso di raggi luminosi, onde radio o acustiche per trasferire le informazioni digitali. Le informazioni possono essere trasferite accoppiate con i dati temporali provenienti dall'orologio 4 che consentono, in momenti successivi, di ricostruire la sequenza temporale dei cicli riforimento/consumo.

Una seconda interpolazione, una interpolazione cioè delle interpolate, eventualmente accompagnata da operazioni di filtraggio dei dati finalizzate ad eliminare i disturbi di più alte frequenze, dovuti a sciacquìi e sobbalzi, si può svolgere su dispositivi di elaborazione esterni. Questa operazione consente di affinare ulteriormente le curve e di approssimarle ancor più alle curve ideali.

Il segnale elettrico proveniente dal serbatoio normalmente non ha una relazione lineare con la quantità di carburante contenuta, ma è correlato tramite una curva o funzione di correlazione che varia da veicolo a veicolo a seconda della forma del serbatoio, della linearità del sensore carburante installato ecc.. Unica caratteristica comune tra tutti i veicoli è la monotonicità di detta curva. Un esempio di possibile curva di correlazione è rappresentato in figura 4.

Il calcolo delle quantità di carburante introdotte nel serbatoio ad ogni rifornimento a partire dai dati acquisiti dal sistema richiede che il sistema stesso conosca la funzione di correlazione per quel particolare veicolo.

L'apprendimento della curva di correlazione implica che il serbatoio del veicolo venga completamente svuotato e che si provveda ad introdurre piccole quantità note di carburante e si rilevi in corrispondenza il valore elettrico del segnale proveniente dal galleggiante. Poiché il galleggiante è normalmente dotato di dispositivi di ammortizzazione e quindi risponde lentamente alle variazioni di livello, ad ogni passo della procedura sopra descritta è necessario attendere il tempo sufficiente affinché il segnale elettrico si stabilizzi.

Per eliminare tale caratteristica, è possibile utilizzare, quale parte integrante della presente invenzione, un metodo di acquisizione della curva di correlazione mediante autoapprendimento. Questa parte integrante può essere implementata sul dispositivo descritto in figura 1 o, alternativamente, su di un dispositivo di elaborazione esterno quale ad esempio un personal computer.

Il concetto su cui si basa è il seguente: alcuni rifornimenti del veicolo possono essere effettuati sotto il diretto controllo dei responsabili della gestione del parco automezzi e perciò si possono definire "sicuri", sono cioè certi sia per quanto riguarda la quantità di carburante effettivamente immesso nel serbatoio che per data ed ora del rifornimento e chilometraggio del veicolo.

Si fornisce al dispositivo di elaborazione un elenco dei rifornimenti sicuri, corredato con le informazioni di quantità chilometraggio, data ed ora. Il dispositivo individua sul grafico (vedi figura 3), proveniente dall'unità di acquisizione, le corrispondenti variazioni di segnale elettrico e crea una tabella di associazione tra le quantità di litri ed i valori elettrici iniziale e finale di ogni singolo rifornimento "certo". Al crescere del numero di rifornimenti "certi" aumenta il numero di informazioni a disposizione del sistema.

Il sistema può disporre perciò di informazioni utilizzabili per ricostruire la curva di correlazione; tale ricostruzione si può ottenere tramite diversi tipi di algoritmi matematici o tramite approcci meno tradizionali, quale, ad esempio, quello delle reti neuronali. La curva di correlazione risultante si approssimerà meglio a quella ideale nelle zone ove sono caduti con maggior frequenza i rifornimenti "certi", mentre se ne distanzierà in maniera più o meno significativa nelle zone non coperte da rifornimenti certi. Se i rifornimenti "certi" verranno eseguiti avendo cura di cura di coprire in modo più o meno regolare tutte le zone del serbatoio, la curva risultante verrà a coincidere con ottima approssimazione con quella ideale. In ogni momento sarà comunque possibile aggiungere nuovi rifornimenti "certi" ottenendo di conseguenza un miglioramento delle prestazioni complessive. In questo modo, l’apparecchiatura 1 è in grado di calcolare con buona precisione i quantitativi di carburante immessi (o prelevati) anche se non "certi", semplicemente facendo riferimento alla curva di correlazione calcolata il valore elettrico iniziale e finale di ogni singolo rifornimento e calcolandone la proiezione sull'asse dei litri come nel grafico di figura 4, dove con V.E è indicata una scala di valori relativa ad un valore elettrico e con L una scala relativa a litri.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per il controllo dei rifornimenti di carburante in un serbatoio di un veicolo, caratterizzato dal fatto di prevedere le seguenti fasi: misura del livello di carburante contenuto in detto serbatoio per mezzo dell'organo misuratore in dotazione al veicolo, con l'emissione di un primo segnale elettrico (SI) relativo al livello medesimo; misura della tensione presentata dal circuito di alimentazione elettrica del veicolo, con 1'emissione di un secondo segnale elettrico (S2) relativo al valore della tensione stessa nell'istante di esecuzione di detta misura del livello di carburante; elaborazione di detti primo segnale (SI) e secondo segnale (S2), con la determinazione di un indice (12) relativo alla quantità di carburante contenuta nel serbatoio, funzione di detto primo (SI) e di detto secondo segnale (S2), ovvero indipendente dalle variazioni della tensione nel circuito di alimentazione elettrica del veicolo; memorizzazione, direttamente a bordo di detto veicolo oppure remotamente dal medesimo, di una serie di valori (∑I) relativi a detto indice (12), utilizzabili come parametri di riferimento nel controllo del rifornimento.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dai fatto di prevedere altresì le seguenti fasi: misura della distanza percorsa dall'autoveicolo per mezzo dell'organo misuratore in dotazione al veicolo, ovvero dell'odometro, con l'emissione di un terzo segnale elettrico (S3) relativo alla distanza percorsa; - elaborazione di detti primo segnale (SI), secondo segnale (S2) e terzo segnale (S3), con la determinazione di un indice (13) relativo alla quantità di carburante contenuta nel serbatoio, funzione di detto primo (SI), di detto secondo (S2) e di detto terzo segnale (S3); memorizzazione, direttamente a bordo di detto veicolo oppure remotamente dal medesimo, di una serie di valori (∑I) relativi a detto indice (13), utilizzabili come parametri di riferimento nel controllo del riferimento.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta elaborazione viene eseguita in corrispondenza di tratte di percorso scelte arbitrariamente e che i valori ottenuti relativamente ad ogni tratta vengono tra loro interpolati, in modo da diminuire la quantità di dati da memorizzare e da eseguire un primo filtraggio di detto primo segnale (SI) da rumori dovuti a sciacqui del carburante airinterno di detto serbatoio, a sobbalzi di detto veicolo ed a cause similari.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di prevedere l'esecuzione di una misura temporale fornente un quarto segnale (S4) elettrico o segnale temporale relativo ad un periodo di tempo trascorso e che detta elaborazione è relativa ad almeno detti primo segnale (SI), secondo segnale (S2) e quarto segnale (S4).
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di prevedere una misura temporale fornente un quarto segnale (S4) elettrico o segnale temporale relativo ad un periodo di tempo corrispondente ad un periodo di marcia del veicolo e che detta elaborazione è relativa ad almeno detti primo segnale (SI), secondo segnale (S2), terzo segnale (S3) e quarto segnale (S4).
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto di prevedere, precedentemente alle fasi suddette, una procedura di autoapprendimento costituita dalla memorizzazione di dati relativi a rifornimenti certi ovvero di dati relativi a quantità determinate e verificate di carburante introdotto nel serbatoio (80) e del loro abbinamento con i corrispondenti segnali (SI), relativi al segnale del livello del serbatoio, in modo da realizzare una tabella di associazione tra detti dati certi e detti segnali relativi del serbatoio, utilizzabile per le elaborazioni successive.
7. 7. Apparecchiatura per il controllo dei rifornimenti di carburante in un serbatoio di un veicolo caratterizzata dal fatto di comprendere: - un misuratore del livello di carburante contenuto in detto serbatoio (80) collegato e/o comprendete l'organo misuratore in dotazione al veicolo, atto ad emettere un primo segnale elettrico (SI) relativo al livello medesimo; - un misuratore della tensione presentata dal circuito di alimentazione elettrica (9) del veicolo, atto ad emettere un secondo segnale elettrico (S2) relativo al valore della tensione stessa nell'istante di esecuzione della misura di detto livello; - mezzi di elaborazione (2) di detti primo segnale (SI) e secondo segnale (S2), atta a determinare un indice (12) relativo alla quantità di carburante contenuta nel serbatoio, funzione di detto primo (SI) e di detto secondo segnale (S2), ovvero indipendente dalle variazioni della tensione nel circuito di alimentazione elettrica del veicolo; - mezzi di memorizzazione (5) , disposti a bordo di detto veicolo oppure remotamente dal medesimo, di una serie di valori (∑I) relativi a detto indice (12), utilizzabili come parametri di riferimento nel controllo del rifornimento.
8. 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto di comprendere altresì: - un misuratore della distanza (70) percorsa dall'autoveicolo collegato o comprendente l’organo misuratore in dotazione al veicolo, ovvero l'odometro di bordo, atto ad emettere un terzo segnale elettrico (S3) relativo alla distanza percorsa; - mezzi di elaborazione (2) di detti primo segnale (SI), secondo segnale (S2) e terzo segnale (S3), atti a determinare un indice (13) relativo alla quantità di carburante contenuta nel serbatoio, funzione di detto primo (SI), di detto secondo (S2) e di detto terzo segnale (S3); - mezzi di memorizzazione (5) , disposti a bordo di detto veicolo oppure remotamente dal medesimo, di una serie di valori (∑I) relativi a detto indice (13), utilizzabili come parametri di riferimento nel controllo del riferimento.
9. 9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto di comprendere un misuratore temporale (4) fornente un quarto segnale (S4) elettrico o segnale temporale relativo ad un periodo di tempo trascorso e che detti mezzi di elaborazione (2) sono atti a processare almeno detti primo segnale (SI), secondo segnale (S2) e quarto segnale (S4).
10. 10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto di comprendere un misuratore temporale (4) fornente un quarto segnale (S4) elettrico o segnale temporale relativo ad un periodo di tempo corrispondente ad un periodo di marcia del veicolo e che detti mezzi di elaborazione (2) sono atti a processare almeno detti primo segnale (SI), secondo segnale (S2), terzo segnale (S3) e quarto segnale (S4).
11. 11. Metodo per il controllo dei rifornimenti di carburante in un serbatoio di un veicolo e relativa apparecchiatura secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.