Titre : Dispositif de détection du niveau minimal d’un fluide imprimé dans un

réservoir

DOMAINE TECHNIQUE ET OBJET DE L’INVENTION

La présente invention revendique la priorité de la demande française 1872077 déposée le 29 Novembre 2018 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence

La présente invention concerne un dispositif comprenant un capteur imprimé pour détecter le niveau minimal d’un fluide dans un réservoir d’un véhicule automobile.

Un véhicule automobile comprend différents types de réservoirs, notamment des réservoirs dits réservoirs isolants tels que les réservoirs pour le lave-glace, le liquide des freins, le refroidissement ainsi que la direction assistée.

Des capteurs permettant de déterminer le niveau minimal de fluide à l’intérieur d’un de ces réservoirs sont collés dans le réservoir.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Selon l’art antérieur, la détection d’un niveau minimal à l’intérieur d’un réservoir consiste à utiliser des capteurs électromécaniques insérés dans le réservoir et mis en contact avec le liquide présent. Mais, une telle utilisation nécessite une parfaite étanchéité du réservoir et un fonctionnement essentiellement avec des réservoirs aux parois rigides, entraînant une forte dépendance par rapport aux inclinaisons du véhicule notamment dans les pentes et les virages.

L’état de la technique comprend le document de brevet EP1956349B1, qui décrit un système de détection du niveau d’un fluide à l’intérieur d’un réservoir à l’aide d’une sonde immergée dans le fluide et comprenant la mesure d’un signal électromagnétique de référence comparé par la suite à un autre point de mesure afin de s’affranchir des variations de températures pour la mesure d’un niveau dans le réservoir.

Cependant, une telle solution présente des inconvénients car elle nécessite que les capteurs utilisés soient en contact direct avec le liquide au risque d’entraîner une pollution des capteurs par le liquide, engendrant une baisse de la qualité de contact de ces capteurs et donc une perte concernant l’information recherchée. L’invention vise donc à résoudre ces inconvénients en proposant un dispositif imprimé directement sur le réservoir afin de détecter le niveau de remplissage minimal d’un fluide dans un réservoir.

PRESENTATION GENERALE DE L’INVENTION

Pour parvenir à ce résultat, la présente invention concerne un dispositif de détection d’un seuil de remplissage d’un fluide dans un réservoir d’un véhicule automobile, comprenant un module électronique et un capteur imprimé capacitif de mesure disposé dans le réservoir, ledit capteur imprimé comprenant au moins deux zones de mesure correspondant à des niveaux de remplissage différents du réservoir, lesdites au moins deux zones de mesure comportant un premier motif sous ledit seuil de remplissage et un deuxième motif au niveau dudit seuil de remplissage, ledit capteur imprimé capacitif étant configuré pour mesurer une première fréquence audit premier motif et une deuxième fréquence audit deuxième motif, ledit module électronique étant configuré pour comparer ladite première fréquence et ladite deuxième fréquence et déterminer si le seuil de remplissage est atteint.

Notamment, la première et la deuxième fréquence sont mesurées en continu.

Avantageusement, le capteur imprimé capacitif présente une forme de peigne interdigité ou une forme géométrique comprenant deux pistes contiguës.

Selon un mode de réalisation, le capteur imprimé capacitif est imprimé sur le pourtour de la surface interne du réservoir ou est imprimé sur une surface autocollante collée sur le pourtour de la surface interne du réservoir.

De manière avantageuse, le capteur imprimé capacitif comprend des encres conductrices, lesdites encres conductrices comprenant un sel métallique ou une combinaison de sels métalliques parmi les sels métalliques suivants : graphène, carbone, argent, cuivre.

Selon un mode de réalisation, les premier et deuxième motifs sont respectivement couplés à des moyens électroniques d’acquisition sans contact des mesures de la première et de la deuxième fréquences.

La présente invention porte également sur un procédé de détection d’un seuil de remplissage d’un fluide dans un réservoir au moyen d’un dispositif de détection tel que brièvement décrit ci-dessus, comprenant un module électronique et un capteur imprimé capacitif, ledit capteur imprimé capacitif étant configuré pour mesurer une première fréquence au premier motif d’une première zone de mesure sous ledit seuil de remplissage et pour mesurer une deuxième fréquence au deuxième motif d’une deuxième zone de mesure audit seuil de remplissage, ledit procédé comprenant : la détermination d’une fréquence de référence directement fonction du niveau de remplissage du fluide dans le réservoir lorsque le réservoir est vide servant de point de calibration dans la mesure de fréquence,

si la première fréquence est inférieure à la deuxième fréquence, la détermination que le niveau de remplissage de fluide dans le réservoir atteint au moins ledit premier motif,

si la deuxième fréquence est égale à la première fréquence, la détermination que le niveau de remplissage de fluide dans le réservoir atteint au moins ledit deuxième motif.

Avantageusement, si la première fréquence est identique à la deuxième fréquence et à la fréquence de référence, le procédé comprend la détermination que le réservoir est vide.

De manière avantageuse, si la première fréquence est inférieure à la deuxième fréquence, la détermination que le niveau du fluide dépasse le premier motif.

Avantageusement, si la deuxième fréquence devient identique à la première fréquence et est distincte de la fréquence de référence, la détermination que le niveau du fluide dépasse le deuxième motif.

L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un dispositif pour détecter le niveau de remplissage d’un fluide dans un réservoir tel que brièvement décrit ci-dessus.

PRESENTATION DES FIGURES

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemple uniquement, et en référence aux dessins qui montrent :

[Fig. 1] représente un schéma du dispositif de l’invention.

[Fig. 2] représente un schéma du dispositif dans un réservoir.

[Fig. 3] représente un diagramme montrant l’évolution des fréquences en fonction du niveau de liquide dans le réservoir.

DESCRIPTION PET ATT I, EF, D’UNE FORME DE REALISATION DE

L’INVENTION En référence à ces dessins, le dispositif comporte sur [Fig. 1] le schéma d’un réservoir 1 contenant un fluide et comprenant un capteur imprimé capacitif 2 pour détecter le seuil de remplissage de fluide dans le réservoir 1 selon l’invention. Le capteur imprimé capacitif 2 selon l’invention est imprimé directement sur le pourtour du réservoir 1, il comprend une première zone de mesure 3 comprenant un premier motif 4 sous le seuil de remplissage du fluide, une deuxième zone de mesure 5 comprenant un deuxième motif 6 au niveau du seuil de remplissage du fluide, ainsi qu’une zone de mesure commune 7 située entre le premier motif 4 et le deuxième motif 6.

La comparaison permanente des mesures de la première fréquence 16, au niveau de la première zone de mesure 3, et de la deuxième fréquence 17, au niveau de la deuxième zone de mesure 5, permet de détecter si le seuil de remplissage de fluide au deuxième motif 6 est atteint. La distance réduite entre les motifs 4 et 6 du capteur capacitif imprimé 2 permet de détecter avec précision le niveau de fluide atteint dans le réservoir 1. En effet, le premier motif 4 étant constamment immergé dans le fluide, dès que le fluide atteint le deuxième motif 6, la différence entre les mesures de fréquence des deux zones, 3 et 5, s’annule, permettant d’en déduire le niveau du liquide dans le réservoir 1.

La détermination de la première et de la deuxième fréquence est réalisée au moyen d’un module électronique 9 comprenant un circuit logique intégré comprenant un premier condensateur présentant une première capacité et une première résistance, lié à la première zone de mesure 3, ainsi qu’un deuxième condensateur présentant une deuxième capacité et une deuxième résistance, identique à la première résistance, lié à la deuxième zone de mesure 5. En présence d’un fluide, comme cela est connu, la capacité d’un condensateur augmente. La détection de la variation de capacité entre le premier et le deuxième condensateur du capteur imprimé capacitif 2 est réalisée par l’intermédiaire de mesures de la fréquence d’un signal traversant chacun des condensateurs. A cette fin, des capteurs capacitifs imprimés sont mis en œuvre et sont connectés audit module électronique 9.

[Fig. 2] représente le capteur imprimé capacitif 2 imprimé sur le pourtour du réservoir 1. Le module électronique 9 du capteur imprimé capacitif 2 est relié directement à la première zone de mesure 3, à la deuxième zone de mesure 5 et à la zone de mesure commune 7, par contact physique grâce à des connecteurs 10.

[Fig. 3] représente un diagramme montrant l’évolution de la première fréquence 16 et de la deuxième fréquence 17 mesurée en fonction du niveau du fluide 12 atteint, le réservoir vide 1 1 servant de référence.

Comme indiqué sur [Fig. 3], à l’origine, c’est-à-dire dans le cas d’un réservoir 11 initialement vide : la fréquence 15 du réservoir vide 11, la première fréquence 16 de la première zone de mesure 3 et la deuxième fréquence 17 de la deuxième zone de mesure 5 sont identiques. La fréquence 15 du réservoir vide 11 étant considéré comme une fréquence de référence servant de point de calibration pour calibrer et corriger les imprécisions liées aux éventuelles variations de températures dans le fluide.

Au-fur-et-à-mesure que le réservoir vide 11 se remplit de fluide, la première fréquence reste la même jusqu’à ce que le fluide remplissant le réservoir 1 atteigne le premier motif 4. Lorsque le fluide atteint ledit premier motif 4, la première fréquence 16 diminue tandis que la deuxième fréquence 17 reste inchangée et égale à la fréquence vide 15. La deuxième fréquence 17 est alors supérieure à la première fréquence 16. Lorsque le fluide continue à remplir le réservoir 1, le niveau de fluide 12 dépasse le premier motif 4, la première fréquence 16 ne varie plus et est inférieure à la deuxième fréquence 17. Enfin, lorsque le niveau de liquide 12 atteint le deuxième motif 6, la deuxième fréquence 17 diminue pour atteindre la même valeur que la première fréquence 16.

Autrement dit, par la mise en œuvre d’une technique de détection différentielle fondée sur l’utilisation du capteur imprimé capacitif 2 décrit ci-dessus, la présente invention permet de déterminer si le seuil de remplissage correspondant au deuxième motif 6 est atteint.

De la même façon, lorsque le réservoir 1 se vide, dès que le niveau du liquide 12 atteint le deuxième motif 6, le seuil de remplissage de fluide est détecté et la deuxième fréquence 17 augmente tandis que la première fréquence 16 reste la même. Une fois le deuxième motif 6 dépassé, la deuxième fréquence 17 est égale à la première fréquence Selon une variante non illustrée, la capteur 2 est imprimé sur une surface autocollante, par exemple une étiquette, afin d’être ensuite collé et utilisé sur tout réservoir nécessitant un contrôle du niveau de fluide. Grâce au capteur de détection du niveau de fluide selon l’invention, la détection d’un niveau où le réservoir est vide est également possible, permettant d’éviter le fonctionnement d’une pompe à vide. Le capteur selon l’invention s’imprime sur tout type de surface, quelle que soit sa géométrie ou le matériau qui la constitue, de plus il ne nécessite pas d’être en contact avec le fluide, diminuant le risque de fuite du fluide. Enfin, le capteur est intrinsèquement stable et peut être utilisé avec tout type de fluide.