La présente invention se rapporte au domaine de l’automobile et concerne plus particulièrement l’analyse du carburant d’un véhicule automobile.

Un véhicule automobile comprend de manière classique un moteur alimenté en carburant, tel qu’un hydrocarbure liquide ou du gaz naturel.

Afin d’optimiser le fonctionnement du moteur, le carburant est analysé avant d’être injecté dans le moteur afin de déterminer sa composition et sa qualité. Dans ce but, il est connu de monter un capteur optique dans le véhicule.

Comme illustré sur la figure 1 , un tel capteur optique 1 comprend une source de lumière 2 émettant un faisceau lumineux F et un spectromètre 3 analysant le faisceau lumineux F émis par la source de lumière 2. Le carburant C à analyser circule entre la source de lumière 2 et le spectromètre 3 afin que le faisceau lumineux F traverse le carburant C et ainsi que le spectromètre 3 analyse la composition du carburant C à partir de l’étude spectrométrique du faisceau lumineux F.

Le spectromètre 3 comprend un interféromètre 4 de Fabry-Pérot constitué de deux miroirs 4’ semi-réfléchissant placés en regard l’un de l’autre. Un tel interféromètre 4 permet d’analyser une seule longueur d’onde du faisceau lumineux F à la fois, cette longueur d’onde dépendant de la distance entre les deux miroirs 4’. Afin d’analyser tout le spectre, il est connu de modifier la distance entre ces miroirs 4’. Dans ce but, on fait varier la tension d’alimentation de l’interféromètre 4, ce qui a pour effet de faire varier la distance entre les miroirs 4’. En référence à la figure 2, l’interféromètre 4 est commandé en tension par un microcontrôleur 5.

Cependant, un tel capteur présente des inconvénients. En effet, pour déterminer la composition et la qualité du carburant, un nombre important de longueurs d’onde doivent être analysées, ce qui nécessite d’effectuer un nombre important de mesures et s’avère donc chronophage. De manière connue, les mesures sont réalisées pour 76 longueurs d’onde, ce qui nécessite un délai d’environ 5 ou 6 secondes. Une solution évidente serait de limiter le nombre de mesures, cependant, cela limiterait les résultats d’une telle analyse du carburant.

De plus, pour obtenir des mesures précises, la variation de tension électrique alimentant l’interféromètre 4 doit être fine. Dans ce but, toujours en référence à la figure 2, un filtre passe-bas 6 est placé entre le microcontrôleur 5 et l’interféromètre 4. Ce filtre passe-bas 6 permet de stocker l’énergie électrique délivrée par le microcontrôleur 5 et d’alimenter l’interféromètre 4 lorsqu’une quantité suffisante d’énergie a été stockée, permettant ainsi de délivrer la tension désirée à l’interféromètre 4 avec précision. Toutefois, le stockage préalable de l’énergie électrique avant chaque mesure dans le filtre passe-bas 6 augmente le temps nécessaire pour effectuer une mesure et donc la durée nécessaire à l’analyse du carburant.

Il existe donc le besoin d’une solution permettant de remédier au moins en partie à ces inconvénients et notamment d’un procédé permettant d’effectuer des mesures spectrométriques sur le carburant d’un véhicule automobile de manière rapide, fiable et efficace.

A cette fin, l’invention a pour objet un procédé d’analyse d’un fluide d’un véhicule automobile à partir d’un capteur optique, ledit capteur optique comprenant :

- une cellule de mesure apte à être traversée par le fluide à analyser,

- une source de lumière apte à émettre un faisceau lumineux à travers ladite cellule de mesure,

un interféromètre de Fabry-Pérot apte à effectuer la mesure d’au moins un paramètre d’un faisceau lumineux ayant traversé la cellule de mesure pour en réaliser l’analyse spectrale et déterminer ainsi la composition et/ou la qualité du fluide,

- un générateur de tension,

le procédé étant remarquable en ce que, le capteur optique comprenant au moins une première unité de stockage d’énergie électrique et une deuxième unité de stockage d’énergie électrique, il comprend :

- une étape de charge de la première unité de stockage par le générateur,

- une étape de charge de la deuxième unité de stockage par le générateur,

une étape d’alimentation en énergie électrique de l’interféromètre par la première unité de stockage à une première tension afin de réaliser une première analyse du fluide à une première longueur d’onde,

une étape d’interruption de l’alimentation en énergie électrique de l’interféromètre par la première unité de stockage, et

une étape d’alimentation en énergie électrique de l’interféromètre par la deuxième unité de stockage à une deuxième tension afin de réaliser une deuxième analyse du fluide à une deuxième longueur d’onde.

Le procédé selon l’invention permet de limiter le temps nécessaire à l’analyse du fluide en utilisant une pluralité d’unités de stockage délivrant successivement (i.e. les unes après les autres) une tension à l’interféromètre afin réaliser l’analyse du fluide à plusieurs longueurs d’onde. Ainsi, il n’est plus nécessaire d’attendre le rechargement d’une unique unité de stockage entre deux mesures successives comme cela étant le cas dans l’art antérieur. L’analyse du fluide peut ainsi être réalisée en continu tant qu’au moins une unité de stockage est capable d’alimenter l’interféromètre. De préférence, le fluide est un carburant liquide ou un gaz, par exemple du gaz naturel.

De préférence, l’ensemble des unités de stockage sont chargées électriquement préalablement à l’alimentation de l’interféromètre par la première unité de stockage.

La charge de la première unité de stockage correspond au stockage d’une première charge électrique dans la première unité de stockage. De même, la charge de la deuxième unité de stockage correspond au stockage d’une deuxième charge électrique dans la deuxième unité de stockage.

Dans une forme de réalisation préférée, la première unité de stockage étant, d’une part, reliée électriquement au générateur par une première unité de commutation de stockage et, d’autre part, reliée à l’interféromètre par une première unité de commutation d’alimentation, et la deuxième unité de stockage étant, d’une part, reliée électriquement au générateur par une deuxième unité de commutation de stockage et, d’autre part, reliée à l’interféromètre par une deuxième unité de commutation d’alimentation, chacune de ladite première unité de commutation de stockage, de ladite première unité de commutation d’alimentation, de ladite deuxième unité de commutation de stockage, de ladite deuxième unité de commutation d’alimentation étant adaptée pour basculer entre un état ouvert et un état fermé, le procédé comprend :

o la deuxième unité de commutation de stockage étant à l’état ouvert, une sous-étape de basculement de la première unité de commutation de stockage à l’état fermé afin de stocker une première charge électrique dans la première unité de stockage,

o une sous-étape de basculement de la première unité de commutation de stockage à l’état ouvert et de basculement de la deuxième unité de commutation de stockage à l’état fermé afin de stocker une deuxième charge électrique dans la deuxième unité de stockage,

o la deuxième unité de commutation d’alimentation étant à l’état ouvert, une sous-étape de basculement de la première unité de commutation d’alimentation à l’état fermé afin de délivrer la première tension à l’interféromètre, et

o une sous-étape de basculement de la première unité de commutation d’alimentation à l’état ouvert et de basculement de la deuxième unité de commutation d’alimentation à l’état fermé afin de délivrer la deuxième tension à l’interféromètre.

Avantageusement, les étapes de charge peuvent réalisées préalablement au début de la phase de mesure afin d’économiser le temps de charge, durant une phase morte du véhicule, de préférence, lors de l’allumage de la source de lumière ou lors de la mise en alimentation du capteur.

Avantageusement, la charge de la première unité de stockage peut être réalisée lorsque la deuxième unité de stockage alimente l’interféromètre afin de pouvoir effectuer une autre mesure une fois la deuxième unité de stockage déchargée.

Le nombre d’unités de stockage peut être supérieur à deux afin d’augmenter la cadence de mesure et/ou limiter le temps d’analyse du fluide. Par exemple, chaque unité de stockage peut notamment correspondre à chacune des longueurs d’onde auxquelles une mesure doit être réalisée.

De manière préférée, le générateur électrique est un générateur de tension, de préférence, adapté pour générer un signal à modulation d’impulsion.

L’interféromètre, notamment un interféromètre accordable, est ainsi commandé en tension par ledit signal à modulation d’impulsion.

De préférence, le signal à modulation d’impulsion est de type PWM afin de modifier aisément la tension générée.

La charge électrique stockée dans la première unité de stockage peut être différente de la charge électrique stockée dans la deuxième unité de stockage afin de délivrer des tensions différentes à l’interféromètre, permettant des analyses du fluide à des longueurs d’onde différente.

De préférence, la première unité de stockage et la deuxième unité de stockage se présentent chacune sous la forme d’un condensateur. Un tel condensateur remplit ainsi la double fonction de stockage d’une charge électrique et de filtrage du signal PWM.

De préférence encore, la première unité de commutation de stockage, la première unité de commutation d’alimentation, la deuxième unité de commutation de stockage et la deuxième unité de commutation d’alimentation se présentent chacun sous la forme d’un interrupteur, ce qui permet de gérer aisément les charges et décharges de la première unité de stockage et de la deuxième unité de stockage.

Avantageusement, l’étape de charge comprend des sous-étapes de basculement de chaque unité de commutation de stockage à l’état ouvert lorsque la charge électrique est stockée dans chaque unité de stockage.

Avantageusement encore, l’étape d’alimentation comprend des sous-étapes de basculement de chaque unité de commutation d’alimentation à l’état ouvert lorsque la charge électrique a été délivrée à l’interféromètre.

L’invention concerne également un capteur optique pour l’analyse d’un fluide, ledit capteur optique comprenant une cellule de mesure apte à être traversée par le fluide à analyser, une source de lumière apte à émettre un faisceau lumineux traversant ladite cellule de mesure, un interféromètre de Fabry-Pérot apte à mesurer au moins un paramètre d’un faisceau lumineux ayant traversé la cellule de mesure, un générateur de tension, au moins une première et une deuxième unités de stockage d’énergie électrique, ledit capteur optique étant apte à commander :

- la charge de la première unité de stockage par le générateur,

- la charge de la deuxième unité de stockage par le générateur

l’alimentation en énergie électrique de l’interféromètre par la première unité de stockage à une première tension afin de réaliser une première analyse du fluide à une première longueur d’onde,

l’interruption de l’alimentation en énergie électrique de l’interféromètre par la première unité de stockage, et

l’alimentation en énergie électrique de l’interféro mètre par la deuxième unité de stockage à une deuxième tension afin de réaliser une deuxième analyse du fluide à une deuxième longueur d’onde.

Dans une forme de réalisation préférée, la première unité de stockage étant, d’une part, reliée électriquement au générateur par une première unité de commutation de stockage et, d’autre part, reliée à l’interféromètre par une première unité de commutation d’alimentation, et la deuxième unité de stockage étant, d’une part, reliée électriquement au générateur par une deuxième unité de commutation de stockage et, d’autre part, reliée à l’interféromètre par une deuxième unité de commutation d’alimentation, chacune de ladite première unité de commutation de stockage, de ladite première unité de commutation d’alimentation, de ladite deuxième unité de commutation de stockage, de ladite deuxième unité de commutation d’alimentation étant adaptée pour basculer entre un état ouvert et un état fermé.

De préférence, le fluide est un gaz, par exemple du gaz naturel, ou un carburant liquide.

L’invention vise en outre un véhicule automobile comprenant un moteur alimenté par un fluide, ledit véhicule comprenant un capteur optique tel que présenté précédemment, pour l’analyse dudit fluide.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront lors de la description qui suit faite en regard des figures annexées données à titre d’exemples non limitatifs et dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables.

La figure 1 représente schématiquement un capteur optique selon l’art antérieur (décrit précédemment).

La figure 2 représente schématiquement l’alimentation électrique de l’interféromètre du capteur de la figure 1 (également décrit précédemment). La figure 3 représente schématiquement une forme de réalisation partielle d’un capteur optique selon l’invention.

La figure 4 illustre schématiquement un procédé d’analyse à partir du capteur de la figure 3.

Le procédé selon l’invention est présenté principalement en vue d’une mise en oeuvre dans un véhicule automobile. Cependant, toute mise en oeuvre dans un contexte différent, en particulier dans tout type de véhicule alimenté en carburant liquide ou gazeux est visée par l’invention.

En référence à la figure 3, il est représenté un capteur optique 100 pour analyser le carburant d’alimentation du moteur d’un véhicule automobile.

Ce capteur optique 100 comprend une source de lumière (non représentée) configurée pour émettre un faisceau lumineux, un interféromètre 10 de Fabry-Pérot configuré pour effectuer l’analyse spectrale du faisceau lumineux, et une cellule de mesure (non représentée) configurée pour être traversée par le fluide à analyser. La cellule de mesure est placée entre la source de lumière et l’interféromètre 10 de Fabry-Pérot afin que le faisceau lumineux soit apte à traverser le fluide à analyser, dans ce cas du carburant. Le carburant peut se présenter sous forme gazeuse, notamment dans le cas de gaz naturel, ou liquide, notamment dans le cas du diesel ou de l’essence. Le carburant modifie la densité spectrale du faisceau lumineux qui le traverse. Ainsi, l’analyse spectrale du faisceau lumineux permet de déterminer différentes caractéristiques du carburant, telles que sa composition, sa qualité, ou son pouvoir calorifique. De telles caractéristiques permettent d’optimiser les réglages du fonctionnement du moteur et du système de dépollution.

L’interféromètre 10 de Fabry-Pérot comprend deux miroirs semi-réfléchissant (non représentés) placés en regard l’un de l’autre. Les deux miroirs sont placés à une distance déterminée selon la longueur d’onde à analyser. Lors de l’utilisation du capteur optique 100, la distance entre les miroirs varie afin d’analyser différentes longueurs d’onde et ainsi déterminer la composition et la qualité du carburant. Un tel interféromètre est désigné interféromètre accordable, c’est-à-dire adaptable à une longueur d’onde particulière par modification de l’écart entre les deux miroirs.

L’interféromètre 10 est configuré pour être alimenté électriquement à tension variable afin de modifier la distance entre les miroirs. Autrement dit, une valeur de tension donnée correspondant à une distance donnée entre les miroirs, l’alimentation de l’interféromètre 10 à différentes valeurs de tension permet de réaliser des mesures de paramètre du faisceau lumineux à différentes écarts des miroirs et donc à différentes longueurs d’onde. Comme illustré sur la figure 3, le capteur optique 100 comprend en outre un générateur 20 de tension ainsi qu’une première unité de stockage 31 , une deuxième unité de stockage 32 et une troisième unité de stockage 33.

Afin de commander l’interféromètre 10 à différentes valeurs de tension, le capteur optique 100 comprend également une première unité de commutation de stockage 41 , une deuxième unité de commutation de stockage 42, une troisième unité de commutation de stockage 43, une première unité de commutation d’alimentation 51 , une deuxième unité de commutation d’alimentation 52 et une troisième unité de commutation d’alimentation 53

Le générateur 20 de tension est un générateur électrique configuré pour délivrer une tension électrique de commande de l’interféromètre 10. Selon une forme de réalisation selon l’invention, le générateur 20 de tension est configuré pour délivrer un signal à modulation de largeur d’impulsion, de type PWM pour Puise Width Modulation en langue anglaise. Un tel signal permet de faire varier la tension délivrée. La variation de la tension est obtenue après filtrage du signal PWM dans un filtre passe-bas du capteur optique 100. Une telle variation de la tension étant connue, elle ne sera pas décrite plus en détail.

La première unité de stockage 31 , la deuxième unité de stockage 32 et la troisième unité de stockage 33 sont configurées pour stocker une charge électrique afin d’alimenter ultérieurement l’interféromètre 10 en tension, la valeur de ladite tension dépendant de la valeur de ladite charge électrique.

Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 3, la première unité de stockage 31 , la deuxième unité de stockage 32 et la troisième unité de stockage 33 se présentent chacune sous la forme d’un condensateur. Un tel condensateur permet en outre de filtrer le signal PWM délivré par le générateur 20.

Cependant, il va de soi que la première unité de stockage 31 , la deuxième unité de stockage 32 et la troisième unité de stockage 33 pourraient se présenter sous toute autre forme permettant de stocker une charge électrique, notamment un filtre, une batterie, etc.

La première unité de stockage 31 , la deuxième unité de stockage 32 et la troisième unité de stockage 33 sont connectées en parallèle afin d’être commandées indépendamment les unes des autres. Ceci permet de stocker une charge électrique différente dans chacune de la première unité de stockage 31 , de la deuxième unité de stockage 32 et de la troisième unité de stockage 33 afin d’alimenter l’interféromètre 10 selon différentes valeurs de tension et ainsi réaliser des mesures pour différentes longueurs d’onde.

Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, il est représenté trois unités de stockage cependant, il va de soi que le capteur optique 100 pourrait en comprend deux ou plus de trois. Par exemple, le capteur optique 100 pourrait comprendre autant d’unités de stockage qu’il y a de longueurs d’onde pour lesquelles une mesure est à réaliser.

La première unité de stockage 31 est reliée électriquement, d’une part, au générateur 20 par la première unité de commutation de stockage 41 et, d’autre part, à l’interféromètre 10 par une première unité de commutation d’alimentation 51 .

La deuxième unité de stockage 32 est reliée électriquement, d’une part, au générateur 20 par la deuxième unité de commutation de stockage 42 et, d’autre part, à l’interféromètre 10 par la deuxième unité de commutation d’alimentation 52.

La troisième unité de stockage 33 est reliée électriquement, d’une part, au générateur 20 par la troisième unité de commutation de stockage 43 et, d’autre part, à l’interféromètre 10 par la troisième unité de commutation d’alimentation 53.

Chacune de ladite première unité de commutation de stockage 41 , de ladite première unité de commutation d’alimentation 51 , de ladite deuxième unité de commutation de stockage 42, de ladite deuxième unité de commutation d’alimentation 52, de ladite troisième unité de commutation de stockage 43 et de ladite troisième unité de commutation d’alimentation 53 se présentant sous la forme d’un interrupteur apte à basculer entre un état ouvert et un état fermé.

En référence à la figure 3, le capteur optique 100 peut également comprendre un adaptateur d’impédance 60 relié électriquement à l’interféromètre 10 et aux unités de commutation d’alimentation 51 , 52, 53. Cet adaptateur 60 permet d’éviter les fuites de courant à travers l’interféromètre 10 afin que les unités de stockage 31 , 32, 33 ne se déchargent pas. La charge électrique stockée dans une unité de stockage 31 , 32, 33 ne varie pas au cours du temps, ce qui permet de délivrer avec précision la tension désirée lors d’une mesure. Dans la forme de réalisation illustrée, l’adaptateur 60 comprend un amplificateur opérationnel, de préférence en montage suiveur.

Il va maintenant être présenté une forme de réalisation du procédé selon l’invention d’analyse à partir d’un capteur optique en référence à la figure 4.

Lors d’une phase morte du véhicule, notamment lors de l’allumage de la source de lumière ou de la mise en alimentation du capteur optique 100, des charges électriques sont stockées à tour de rôle dans la première unité de stockage 31 , la deuxième unité de stockage 32 et la troisième unité de stockage 33.

Lors de cette étape de stockage E1 , la deuxième unité de commutation de stockage 42 et la troisième unité de commutation de stockage 43 étant à l’état ouvert, la première unité de commutation de stockage 41 est tout d’abord basculée à l’état fermé lors d’une sous-étape E1 1 . Le générateur de tension 20 alimente la première unité de stockage 31 de manière à stocker une première charge électrique dans la première unité de stockage 31 . Lorsque la charge a été stockée, la première unité de commutation de stockage 41 bascule à l’état ouvert lors d’une sous-étape E12. La première unité de stockage 31 est ainsi isolée du générateur 20, ce qui permet de maintenir la charge stockée.

Puis, la première unité de commutation de stockage 41 et la troisième unité de commutation de stockage 43 étant à l’état ouvert, la deuxième unité de commutation de stockage 42 bascule à l’état fermé lors d’une sous-étape E13. Le générateur 20 alimente la deuxième unité de stockage 32 de manière à stocker une deuxième charge électrique dans la deuxième unité de stockage 32. Lorsque la charge a été stockée, la deuxième unité de commutation de stockage 42 bascule à l’état ouvert lors d’une sous-étape E14. La deuxième unité de stockage 32 est alors également isolée du générateur 20, ce qui permet de maintenir la charge stockée.

Puis, la première unité de commutation de stockage 41 et la deuxième unité de commutation de stockage 42 étant à l’état ouvert, la troisième unité de commutation de stockage 43 bascule à l’état fermé lors d’une sous-étape E15. Le générateur 20 alimente la troisième unité de stockage 33 de manière à stocker une troisième charge électrique dans la troisième unité de stockage 33. Lorsque la charge a été stockée, la troisième unité de commutation de stockage 43 bascule à l’état ouvert lors d’une sous-étape E16. La deuxième unité de stockage 33 est alors également isolée du générateur 20, ce qui permet de maintenir la charge stockée.

Ces étapes sont réalisées de manière successive pour chacune de la première unité de stockage 31 , la deuxième unité de stockage 32 et la troisième unité de stockage 33.

Lorsque la première unité de stockage 31 , la deuxième unité de stockage 32 et la troisième unité de stockage 33 sont chargées électriquement, il est alors possible d’effectuer les mesures.

Les mesures peuvent être effectuées à la suite du stockage des charges électriques ou bien en décalées. La première unité de stockage 31 , la deuxième unité de stockage 32 et la troisième unité de stockage 33 permettent ainsi de temporiser entre le moment où les charges sont stockées et le moment où les mesures sont effectuées.

Pour effectuer les mesures, l’interféromètre 10 est alimenté en tension électrique par la première unité de stockage 31 , la deuxième unité de stockage 32 et la troisième unité de stockage 33.

Lors de cette étape d’alimentation E2, la première unité de commutation d’alimentation 51 bascule à l’état fermé lors d’une sous-étape E21 . La première unité de stockage 31 délivre alors une première valeur de tension électrique, correspondant à la première charge électrique, afin d’alimenter l’interféromètre 10. Les miroirs de l’interféromètre 10 se déplacent (si nécessaire) de sorte que la distance les séparant corresponde à la valeur de la première tension électrique délivrée. Une mesure d’analyse du carburant peut alors être réalisée pour une première longueur d’onde. Lorsque la mesure est effectuée, la première unité de commutation d’alimentation 51 bascule à l’état ouvert lors d’une sous-étape E22. La première unité de stockage 31 est alors déchargée.

Puis, la deuxième unité de commutation d’alimentation 52 bascule à l’état fermé lors d’une sous-étape E23. La deuxième unité de stockage 32 délivre alors une deuxième valeur de tension électrique, correspondant à la deuxième charge électrique, afin d’alimenter l’interféromètre 10. Les miroirs de l’interféromètre 10 se déplacent (si nécessaire) de sorte que la distance les séparant corresponde à la valeur de la deuxième tension électrique délivrée. Une mesure d’analyse du carburant peut alors être réalisée pour une deuxième longueur d’onde. Lorsque la mesure est effectuée, la deuxième unité de commutation d’alimentation 52 bascule à l’état ouvert lors d’une sous-étape E24. La deuxième unité de stockage 32 est alors déchargée.

Puis, la troisième unité de commutation d’alimentation 53 bascule à l’état fermé lors d’une sous-étape E25. La troisième unité de stockage 33 délivre alors une troisième valeur de tension électrique, correspondant à la troisième charge électrique, afin d’alimenter l’interféromètre 10. Les miroirs de l’interféromètre 10 se déplacent (si nécessaire) de sorte que la distance les séparant corresponde à la valeur de la troisième tension électrique délivrée. Une mesure d’analyse du carburant peut alors être réalisée pour une troisième longueur d’onde. Lorsque la mesure est effectuée, la troisième unité de commutation d’alimentation 53 bascule à l’état ouvert lors d’une sous-étape E26. La troisième unité de stockage 33 est alors déchargée.

Ces étapes sont réalisées de manière successive pour chacune de la première unité de stockage 31 , la deuxième unité de stockage 32 et la troisième unité de stockage 33.

L’interféromètre 10 est ainsi commandé selon différentes tensions électriques, ce qui permet d’effectuer des mesures pour différentes longueurs d’onde. Le temps nécessaire pour analyser le carburant selon les différentes longueurs d’onde est ainsi optimisé car il ne dépend plus du temps de chargement d’une unique unité de stockage comme dans l’art antérieur.

Avantageusement, celle ou celles de la première unité de stockage 31 , la deuxième unité de stockage 32 et la troisième unité de stockage 33 qui ne sont pas en train d’alimenter l’interféromètre 10 peuvent être chargée à tour de rôle par le générateur 20 afin d’optimiser le temps de mesure aux différentes longueurs d’onde.