WO2008017756A2 - Procede et dispositif de remplissage securise d'un reservoir - Google Patents

Procede et dispositif de remplissage securise d'un reservoir Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for filling a fuel tank associated with a heat engine that can be used, for example, to move a motor vehicle.
  • CNG natural gas vehicle
  • Such filling station comprises a dispensing unit, mainly consisting of a compressor, connected by a flexible hose to a filling head arranged to be connected to the vehicle tank so as to introduce into said tank gas at a pressure of the order of 200 bars.
  • the distribution unit is a low-flow compressor such that the filling of the tank takes about eight hours. The owner can thus connect the filling head to the tank of his vehicle in the evening and let the filling be carried out during the night. There is a risk that a user, inattentive in the early morning, starts his vehicle without disconnecting the filler head. This can have disastrous consequences, namely a rupture of the pipe connecting the filling head to the dispensing unit, causing leakage of gas that may explode in the event of a spark or in the presence of a major source of heat.
  • a method of filling a fuel tank of a motor vehicle by means of a filling head connected by a distribution unit to a fuel source comprising the steps of:
  • programmed management unit means an "ECU” device (Egine Control Unit) comprising a microprocessor-based electronic card whose function is to control, in particular, injection, ignition, and / or admission of the vehicle engine.
  • ECU Egine Control Unit
  • connection between the vehicle management unit and the filling detector makes it possible to prevent the engine from starting when a filling is in progress, thus preventing any risk of pulling off the filling head.
  • the detection of the current filling is obtained by detecting a variation of the fuel level in the tank.
  • This detection mode is relatively simple.
  • the method comprises the step of establishing a connection between the vehicle management unit and the distribution unit for comparing a flow rate of the dispensing unit with the variation of the fuel level of the reservoir and, preferably , comparing the fuel level to the flow rate of the dispense unit is used to detect a leak and stop the dispense unit or comparing the flow of the dispense unit and the fuel level of the reservoir is used to stop the dispensing unit when the tank is filled.
  • the connection of the management unit to the distribution unit makes it possible to obtain additional functionalities, namely here the leak detection and the stop of the distribution unit at the end of filling.
  • the invention also relates to a device for implementing the method of the invention.
  • This device comprises a filling head, a distribution unit connecting the filling head to a fuel source, and means for establishing a connection between the distribution unit and the engine management unit of the vehicle.
  • FIG. 1 is a schematic view illustrating the filling of a vehicle by means of a dispensing station allowing the implementation of the method according to the invention
  • FIG. 2 is a view similar to Figure 1 of a second embodiment of the method according to one invention.
  • the method according to the invention is here described in application to the filling of a tank 1 of a vehicle 10 comprising a heat engine 2 and a management unit 3 such as a motor control unit or ECU ("Engine Control Unit”). ").
  • the fuel tank 1 is equipped with a level detector 4 connected to the management unit 3.
  • the tank 1 being here intended to receive a pressurized gas (of the order of 200 bars), the level detector 4 can be a pressure sensor.
  • the process according to the invention is carried out by means of a filling station generally designated 20 having a source of gas, here symbolized at 21, connected to a distribution unit 22, namely a compressor, and a head filling 23 connected by a pipe 24 to the distribution unit 22.
  • the gas source may be a connection valve to the urban gas distribution network or a tank.
  • the filling head 23 is arranged, in a manner known per se, to be connected sealingly and removably to a filling duct 5 having one end connected to the tank 1 and an opposite end opening to the outside of the vehicle 10.
  • the head filling device 23 also carries a communication connector 25 connected by a cable 26 to the distribution unit 22.
  • the communication connector 25 is intended to be connected to a communication connector 6 integral with the filling duct 5 and connected to the management unit 3.
  • the management unit 3 is programmed to prohibit a start of the engine 2 when a current fill is detected.
  • the detection of the filling in progress is here obtained by means, on the one hand, of the level detector 4 which makes it possible to detect a variation of the level of gas in the tank 1 and, on the other hand, the connection of the communication connectors 25 and 6 which shows that the filling head 23 is connected to the tank 1. This double detection makes it possible to overcome a failure of the level detector 4 or connectors 25 and 7.
  • the management unit 3 prevents the driver from starting the vehicle.
  • the distribution unit 22 is arranged to detect information representative of the gas flow rate (such as the flow itself) that it delivers, and communicates this information to the management unit 3 via the connectors. 25, 6.
  • the management unit 3 compares the variation of the level detected by the level detector 4 and the flow rate supplied by the distribution unit 22 to identify the existence of a leak when the variation of level of gas does not correspond to the flow delivered by the distribution unit 22.
  • the management unit 3 controls the stop of the distribution unit 22 and issues an alert.
  • the opposite is also possible, namely that the variation of the level detected by the level detector 4 may be communicated by the management unit 3 to the distribution unit 22 which compares this variation to the delivered rate.
  • the distribution unit 22 stops in case of leakage and issues an alert.
  • the management unit 3 further controls the stop of the dispensing unit 22 when the level detector 4 informs it that the tank 1 is full.
  • the distribution unit 22 and the management unit 3 are provided with air communication means, and more particularly WIFI type wireless communication means, here symbolized at 29.
  • the dispensing unit 22 comprises a support 27 for receiving the filling head 23 when it is not used.
  • the support 27 is equipped with a sensor 28 of presence of the filling head 23.
  • the detection of the filling in progress is then obtained by, on the one hand, the detection of a level variation by the detector 4 and, on the other hand, by the absence of the filling head 23 of its support 27, absence detected by the presence detector 28.
  • connection of the management unit 3 to the distribution unit 22 is established via the WIFI communication means.
  • the operation is identical to that of the first embodiment.
  • the management unit can simply prevent startup when a current fill is detected. Only one fill detection mode in progress can be used.
  • the detection mode may be different from those described and consist in detecting the presence of the filling head 23 in the filling duct 5 for example by a conventional presence detector, with or without contact.
  • WIFI Wireless Fidelity, ISO / I ⁇ C 8802-11

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Abstract

Procédé de remplissage d'un réservoir (1) de carburant d'un véhicule à moteur (10) au moyen d'une tête de remplissage (23) reliée par une unité de distribution (22) à une source de carburant (21), le procédé comprenant les étapes de : raccorder la tête de remplissage au réservoir et activer l'unité de distribution pour commencer le remplissage; établir une liaison entre une unité de gestion (3) du véhicule et un détecteur de remplissage (4) pour interdire un démarrage du moteur lorsqu'un remplissage en cours est détecté. L'invention a également comme objet un dispositif correspondant.

Description

Procédé et dispositif de remplissage sécurisé d'un réservoir
La présente invention concerne procédé et un dispositif de remplissage d'un réservoir de carburant associé à un moteur thermique utilisable par exemple pour mouvoir un véhicule automobile.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Afin de lutter contre la pollution et de prévenir la baisse des réserves mondiales de pétrole, les motoristes ont recherché des carburants alternatifs à l'essence pour alimenter les moteurs des véhicules automobiles. L'un de ces carburants les plus prometteurs est le gaz naturel véhicule (GNV, ou CNG pour "Compressed Natural Gas".
Il a été envisagé d'implanter, chez les propriétaires de véhicules fonctionnant au gaz, des stations de remplissage particulières reliées au réseau de distribution du gaz de ville pour permettre aux propriétaires desdits véhicules de remplir leur réservoir dans leur garage.
Une telle station de remplissage comprend une unité de distribution, principalement constituée d'un compresseur, reliée par un tuyau souple à une tête de remplissage agencée pour être raccordée au réservoir du véhicule de manière à pouvoir introduire dans ledit réservoir du gaz à une pression de l'ordre de 200 bars. Afin de limiter le coût de la station de remplissage, notamment pour les particuliers, l'unité de distribution est un compresseur à bas débit tel que le remplissage du réservoir dure environ huit heures. Le propriétaire peut ainsi raccorder la tête de remplissage au réservoir de son véhicule le soir et laisser le remplissage se réaliser durant la nuit. Il existe un risque qu'un utilisateur, inattentif au petit matin, démarre son véhicule sans avoir débranché la tête de remplissage. Ceci peut avoir des conséquences désastreuses à savoir une rupture du tuyau reliant la tête de remplissage à l'unité de distribution, occasionnant une fuite de gaz susceptible d'exploser en cas d'étincelle ou en présence d'une source de chaleur importante.
On a alors envisagé de ménager sur la tête de remplissage une amorce de rupture en aval de moyens d'étanchéité de la tête de telle manière qu'une forte traction exercée sur la tête de remplissage raccordée au réservoir provoque une rupture de la tête de remplissage n'affectant pas l'étanchéité .de celle-ci de manière à empêcher le gaz de s'échapper. Cette solution suppose toutefois de remplacer la tête de remplissage après la rupture et de vérifier que la traction exercée sur la tête de remplissage n'a pas détérioré le tuyau souple et le raccordement de celui-ci tant à la tête de remplissage qu'à l'unité de distribution. La rupture de la tête de remplissage entraînerait donc un coût pour la tête de remplissage de rechange et une révision complète de l'installation par un technicien qualifié.
OBJET DE L'INVENTION
II serait donc intéressant de disposer d'un moyen économique permettant de limiter voire d'empêcher le risque d'un arrachage de la tête de remplissage.
RESUME DE L'INVENTION
A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un procédé de remplissage d'un réservoir de carburant d'un véhicule à moteur au moyen d'une tête de remplissage reliée par une unité de distribution à une source de carburant, le procédé comprenant les étapes de :
- raccorder la tête de remplissage au réservoir et activer le module de distribution pour commencer le remplissage, - établir une liaison entre une unité de gestion programmée du véhicule et un détecteur de remplissage pour interdire un démarrage du moteur lorsqu'un remplissage en cours est détecté.
On entend par « unité de gestion programmée » un dispositif de type « ECU » (Egine Control Unit) comportant une carte électronique à microprocesseur et dont la fonction est de piloter notamment l'injection, l'allumage, et/ou l'admission du moteur du véhicule.
Ainsi, la liaison entre l'unité de gestion du véhicule et le détecteur de remplissage permet d'interdire le démarrage du moteur lorsqu'un remplissage est en cours, empêchant de la sorte tout risque d'un arrachage de la tête de remplissage.
Selon un premier mode de réalisation, la détection du remplissage en cours est obtenue par détection d'une variation du niveau de carburant dans le réservoir.
Ce mode de détection est relativement simple.
Avantageusement, le procédé comprend l'étape d'établir une liaison entre l'unité de gestion du véhicule et l'unité de distribution pour comparer un débit de l'unité de distribution avec la variation du niveau de carburant du réservoir et, de préférence, la comparaison du niveau de carburant au débit de l'unité de distribution est utilisée pour détecter une fuite et arrêter l'unité de distribution ou la comparaison du débit de l'unité de distribution et du niveau de carburant du réservoir est utilisée pour arrêter l'unité de distribution lorsque le réservoir est rempli. La liaison de l'unité de gestion à l'unité de distribution permet l'obtention de fonctionnalités supplémentaires à savoir ici la détection de fuite et l'arrêt de l'unité de distribution en fin de remplissage.
L'invention a également pour objet un dispositif permettant la mise en œuvre du procédé de l'invention. Ce dispositif comporte une tête de remplissage, une unité de distribution reliant la tête de remplissage à une source de carburant, et des moyens pour établir une liaison entre l'unité de distribution et l'unité de gestion du moteur du véhicule .
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description gui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
II sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique illustrant le remplissage d'un véhicule au moyen d'une station de distribution permettant la mise en œuvre du procédé conforme à 1 ' invention,
- la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 d'un deuxième mode de mise en œuvre du procédé conforme à 1 ' invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Le procédé conforme à 1 ' invention est ici décrit en application au remplissage d'un réservoir 1 d'un véhicule 10 comportant un moteur thermique 2 et une unité de gestion 3 telle qu'une unité de commande moteur ou ECU ("Engine Control Unit") . Le réservoir de carburant 1 est équipé d'un détecteur de niveau 4 relié à l'unité de gestion 3. Le réservoir 1 étant ici destiné à recevoir un gaz sous pression (de l'ordre de 200 bars), le détecteur de niveau 4 peut être un capteur de pression. Le procédé conforme à l ' invention est mis en oeuvre au moyen d'une station de remplissage généralement désigné en 20 comportant une source de gaz, ici symbolisée en 21, reliée à une unité de distribution 22, à savoir un compresseur, et une tête de remplissage 23 reliée par un tuyau 24 à l'unité de distribution 22. La source de gaz peut être une vanne de raccordement au réseau urbain de distribution de gaz de ville ou une citerne.
La tête de remplissage 23 est agencée, de façon connue en soi, pour être raccordée de façon étanche et amovible à un conduit de remplissage 5 ayant une extrémité reliée au réservoir 1 et une extrémité opposée débouchant à l'extérieur du véhicule 10. La tête de remplissage 23 porte également un connecteur de communication 25 relié par un câble 26 à l'unité de distribution 22.
Le connecteur de communication 25 est destiné à être raccordé à un connecteur de communication 6 solidaire du conduit de remplissage 5 et relié à l'unité de gestion 3.
Lorsque l'utilisateur désire remplir le réservoir 1, il raccorde la tête de remplissage 23 au conduit de remplissage 5 du réservoir 1 et active l'unité de distribution 22. Le raccordement de la tête de remplissage 23 au conduit de remplissage 5 provogue le raccordement simultané du connecteur de communication 25 et le connecteur de communication 6 établissant une liaison filaire est alors établie entre l'unité de distribution 22 et l'unité de gestion 3. L'unité de gestion 3 est programmée pour interdire un démarrage du moteur thermique 2 lorsqu'un remplissage en cours est détecté. La détection du remplissage en cours est ici obtenue au moyen, d'une part, du détecteur de niveau 4 qui permet de détecter une variation du niveau de gaz dans le réservoir 1 et, d'autre part, du raccordement des connecteurs de communication 25 et 6 qui montre que la tête de remplissage 23 est raccordée au réservoir 1. Cette double détection permet de palier une défaillance du détecteur de niveau 4 ou des connecteurs 25 et 7. Ainsi, tant que le remplissage est en cours, l'unité de gestion 3 empêche le conducteur de démarrer le véhicule.
En outre, l'unité de distribution 22 est agencée pour détecter une information représentative du débit de gaz (telle que le débit en lui-même) qu'elle délivre, et communique cette information à l'unité de gestion 3, via les connecteurs de communication 25, 6. L'unité de gestion 3 compare la variation du niveau détectée par le détecteur de niveau 4 et le débit fourni par l'unité de distribution 22 pour identifier l'existence d'une fuite lorsque la variation de niveau de gaz ne correspondrait pas au débit délivré par l'unité de distribution 22. Lorsqu'une fuite est détectée, l'unité de gestion 3 commande l'arrêt de l'unité de distribution 22 et émet une alerte. L'inverse est également possible, à savoir que la variation du niveau détectée par le détecteur de niveau 4 peut être communiquée par l'unité de gestion 3 à l'unité de distribution 22 qui compare cette variation au débit délivré. L'unité de distribution 22 s'arrête en cas de fuite et émet une alerte.
L'unité de gestion 3 commande en outre l'arrêt de l'unité de distribution 22 lorsque le détecteur de niveau 4 l'informe que le réservoir 1 est plein.
Les éléments identiques ou analogues porteront les références numériques ide ntiques dans la description qui suit d'un deuxième mode de mise en œuvre de 1 ' invention en référence à la figure 2.
Dans ce deuxième mode de mise en œuvre, l'unité de distribution 22 et l'unité de gestion 3 sont pourvues de moyens de communication aérienne, et plus particulièrement de moyens de communication hertzienne de type WIFI, ici symbolisés en 29. En outre, l'unité de distribution 22 comprend un support 27 pour recevoir la tête de remplissage 23 lorsque celle-ci n'est pas utilisée. Le support 27 est équipé d'un capteur 28 de présence de la tête de remplissage 23.
La détection du remplissage en cours est alors obtenue par, d'une part, la détection d'une variation de niveau par le détecteur 4 et, d'autre part, par l'absence de la tête de remplissage 23 de son support 27, absence détectée par le détecteur de présence 28.
La liaison de l'unité de gestion 3 à l'unité de distribution 22 est établie par l'intermédiaire des moyens de communication WIFI . Pour le reste, le fonctionnement est identique à celui du premier mode de réalisation.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.
En particulier, la liaison de l'unité de gestion
3 à l'unité de distribution 22 est avantageuse mais facultative. L'unité de gestion peut simplement empêcher le démarrage lorsqu'un remplissage en cours est détecté. Un seul mode de détection du remplissage en cours peut être utilisé. Le mode de détection peut être différent de ceux décrits et consister à détecter la présence de la tête de remplissage 23 dans le conduit de remplissage 5 par exemple par un détecteur de présence classique, avec ou sans contact.
D'autres modes de liaison sans fil que le WIFI (Wireless Fidelity, norme ISO/IΞC 8802-11) sont envisageables, et notamment hertziens, infrarouges...

Claims

o REVENDICATIONS
1. Procédé de remplissage d'un réservoir (1) de carburant d'un véhicule à moteur (10) au moyen d'une tête de remplissage (23) reliée par une unité de distribution
(22) à une source de carburant (21) , caractérisé en ce que le procédé comprend l'étape d'établir une liaison entre une unité de gestion (3) programmée du véhicule et un détecteur de remplissage (4) pour interdire un démarrage du moteur lorsqu'un remplissage en cours est détecté .
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détection du remplissage en cours est obtenue par détection d'une variation du niveau de carburant dans le réservoir (1) .
3. Procédé selon la revendication 2, comprenant l'étape d'établir une liaison entre l'unité de gestion (3) du véhicule (10) et l'unité de distribution (22) pour comparer un débit de l'unité de distribution avec la variation du niveau de carburant du réservoir (1) .
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la comparaison du niveau de carburant au débit de l'unité de distribution (22) est utilisée pour détecter une fuite et arrêter l'unité de distribution.
5. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la comparaison du débit de l'unité de distribution (22) et du niveau de carburant du réservoir (1) est utilisée pour arrêter l'unité de distribution lorsque le réservoir est rempli.
6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la tête de remplissage (23) non utilisée est disposée sur un support (27) et la détection du remplissage en cours est réalisée par détection d'une absence de la tête de remplissage sur le support.
7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détection du remplissage en cours est obtenue par détection d'un raccordement de la tête de remplissage (23) au réservoir (1) .
8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel une liaison entre l'unité de gestion (3) et l'unité de distribution (22) est établie par voie aérienne.
9. Procédé selon la revendication 1, dans lequel une liaison filaire est établie entre l'unité de distribution (22) et l'unité de gestion (3) lors d'un raccordement de la tête de remplissage (23) au réservoir (D .
10. Dispositif de remplissage d'un réservoir de carburant d'un véhicule à moteur pourvu d'une unité de gestion du moteur, le dispositif comportant une tête de remplissage (23), une unité de distribution (22) reliant la tête de remplissage à une source de carburant (21) , et des moyens (25, 26) pour établir une liaison entre l'unité de distribution et l'unité de gestion.
11. Dispositif selon la revendication 10, comprenant un support (27) pour la tête de remplissage
(23) non utilisée, le support étant équipé d'un détecteur (28) de présence de la tête de remplissage, le détecteur étant relié à l'unité de distribution (22) .
12. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel les moyens d'établissement d'une liaison comprennent un connecteur (25) relié à l'unité de distribution (22) et solidaire de la tête de remplissage (23) pour se raccorder à un connecteur (6) du véhicule relié à l'unité de gestion (3).
13. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel les moyens (29) d'établissement d'une liaison sont agencés pour établir une liaison par voie aérienne.
14. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel l'unité de distribution (22) est agencée pour détecter une information relative à un débit de carburant délivré .
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