EP0636775A1 - Système d'alimentation en gaz comburant d'un moteur à combustion interne de véhicule - Google Patents

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EP0636775A1 EP94401676A EP94401676A EP0636775A1 EP 0636775 A1 EP0636775 A1 EP 0636775A1 EP 94401676 A EP94401676 A EP 94401676A EP 94401676 A EP94401676 A EP 94401676A EP 0636775 A1 EP0636775 A1 EP 0636775A1
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    • F02D2011/103—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being alternatively mechanically linked to the pedal or moved by an electric actuator

Definitions

  • the present invention relates to a combustion gas supply system for an internal combustion engine of a vehicle comprising, in an intake manifold, an intake butterfly mounted movable in movement under the action of a mechanical control member. and integral in displacement with the shaft of a displacement control motor, the motor being integral in displacement with the control member.
  • the speed of the engine is notably determined from the accelerator pedal, which acts on the intake throttle.
  • the engine To operate in optimal conditions, in order not to stall or not to excessively pollute, the engine must be powered by a mixture of air and gasoline at the desired flow rate and remaining in well-defined proportions.
  • a motor speed control computer controls, by a stepping motor, an adjustment needle of the additional circuit and prevents stalling by the corresponding air intake.
  • Document FR-A-2 599 805 teaches a supply system of the type mentioned above, in which the motor shaft is integral in rotation with the butterfly and the associated stator is rotatably mounted and driven by an accelerator pedal .
  • the present invention aims to solve this problem.
  • the supply system of the invention is characterized in that a microprocessor is arranged to measure the displacement of the regulation motor relative to a rest position and to control the rotation of the shaft of this last according to said displacement.
  • the microprocessor is arranged to, in response to a movement of the control member, limit the speed of movement of the shaft and control, if this is the case, a complementary and progressive movement of the latter.
  • the supply system represented in FIG. 1 is here mounted on the internal combustion engine of a car and comprises a throttle valve 1 mounted mobile, here in rotation, in an air intake pipe 2 of a non-carburetor represented.
  • the butterfly 1 is integral, in rotation about an axis 3, with the shaft 4 of a motor 5, step by step in this example, housed in a housing 6 with a microprocessor 7 which controls it and with an angular displacement sensor 8.
  • the shaft 4 is respectively carried at its two ends by two bearings, not shown, integral with the tube 2 and carries the housing 6, leaving it free to rotate around the shaft 4.
  • the displacement sensor 8 cyclically determines the angular position of the housing 6 relative to the tubing 2 and transmits a signal corresponding to the microprocessor 7.
  • a cable 11 connects an accelerator pedal 10 to one end of a link 12, the other end of which comprises a hollow spherical cap 13 fitted on a spherical stud 14, eccentric with respect to the axis 3, of the housing 6.
  • a shaft 4 of the stepping motor 5 is attached a radial index 15 moving between two stops 16-17 of the housing 6 and thus limiting the range P (FIG. 3) of angular rotation of the shaft 4 relative to the housing 6.
  • the accelerator pedal 10 directly drives the housing 6 in rotation.
  • the corresponding rotation relative to the tubing 2 is measured by the sensor 8 and the series of corresponding measurement signals allows the microprocessor 7 to determine the amplitude and the speed of this rotation.
  • the microprocessor 7 has in memory a threshold value corresponding to a maximum admissible value DO (FIG. 3) of angular variation of the position of the butterfly valve 1 in a given time period TO, a fraction of a second, a value which it compares cyclically with the measured angle of rotation of the housing 6. The microprocessor 7 then controls the stepping motor 5 if the angular variation exceeds the threshold value DO in a time less than the duration TO, that is to say at an amplitude significant and excessive speed.
  • DO maximum admissible value
  • the position angular 21 of the butterfly 1 is coincident with the curve 20 as long as the angular deviation 20 of the housing 6 is less than the threshold DO.
  • this threshold is exceeded here after a duration less than the duration TO, so that the microprocessor 7 then controls the stepping motor 5 to rotate its shaft 4 in the opposite direction to that of the housing 6 (arrow F1), so that the rotation of the butterfly 1 follows a curve 22 having a lesser slope than that of the curve 20 in its variable part, until later joining the curve 20.
  • the curve 22 is always in this range P, leaves to temporarily follow an edge of it and not to optimally correct the deflection of the butterfly 1 if the correction to be made exceeds half of this range P.
  • absolute angular position sensor 8 could be replaced by a relative displacement detector, such as an accelerometer, from the measurements of which the microprocessor 7 would determine relative rotations.

Abstract

Système d'alimentation en gaz comburant d'un moteur à combustion interne de véhicule comprenant un papillon d'admission (1) monté mobile en déplacement dans une tubulure d'admission (2) sous l'action d'un organe de commande mécanique (10-12) et d'un moteur (5) de régulation de déplacement, dans lequel le papillon (1) est solidaire en déplacement de l'arbre (4) du moteur (5) et le moteur (5) est solidaire en déplacement de l'organe de commande (10-12). <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne un système d'alimentation en gaz comburant d'un moteur à combusion interne de véhicule comprenant, dans une tubulure d'admission, un papillon d'admission monté mobile en déplacement sous l'action d'un organe de commande mécanique et solidaire en déplacement de l'arbre d'un moteur de régulation de déplacement, le moteur étant solidaire en déplacement de l'organe de commande.
  • Dans le cas d'un moteur à essence, la vitesse du moteur est notamment déterminée à partir de la pédale d'accélération, qui agit sur le papillon d'admission.
  • Pour fonctionner dans des conditions optimales, afin de ne pas caler ou de ne pas polluer exagérément, le moteur doit être alimenté par un mélange d'air et d'essence au débit voulu et restant dans des proportions bien définies.
  • Or, au ralenti, la mise en route d'un appareil électrique, comme un climatiseur, charge brutalement le moteur, qui risque de caler. Pour y remédier, il est connu de prévoir un circuit supplémentaire d'arrivée d'air. Un calculateur de contrôle de la vitesse du moteur commande, par un moteur pas à pas, un pointeau de réglage du circuit supplémentaire et évite le calage par l'arrivée d'air correspondante.
  • Le document FR-A-2 599 805 enseigne un système d'alimentation du type mentionné ci-dessus, dans lequel l'arbre du moteur est solidaire en rotation du papillon et le stator associé est monté rotatif et entraîné par une pédale d'accélération.
  • Cependant, en cas d'enfoncement ou de relâchement brusque de la pédale d'accélération, le moteur ne peut pas fonctionner dans des conditions optimales.
  • La présente invention vise à résoudre ce problème.
  • A cet effet, le système d'alimentation de l'invention est caractérisé par le fait qu'un microprocesseur est agencé pour mesurer le déplacement du moteur de régulation par rapport à une position de repos et pour commander la rotation de l'arbre de ce dernier en fonction dudit déplacement.
  • Ainsi, tout déplacement de l'organe de commande qui ferait sortir le moteur de sa plage optimale de fonctionnement est compensé par l'action du moteur de régulation et une commande mécanique d'accélération excessive est transmise au moteur de régulation sous une forme intégrée, c'est-à-dire étalée dans le temps.
  • Avantageusement, le microprocesseur est agencé pour, en réponse à un déplacement de l'organe de commande, limiter la vitesse de déplacement de l'arbre et commander, si tel est le cas, un déplacement complémentaire et progressif de ce dernier.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du système d'alimentation de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel :
    • la figure 1 est une vue éclatée en perspective du dispositif de l'invention,
    • la figure 2 est un diagramme fonctionnel en expliquant le fonctionnement et
    • la figure 3 illustre la loi de régulation de la déviation angulaire du papillon.
  • Le système d'alimentation représenté sur la figure 1 est ici monté sur le moteur à combustion interne d'une voiture et comporte un papillon 1 monté mobile, ici en rotation, dans une tubulure 2 d'admission d'air d'un carburateur non représenté. Le papillon 1 est solidaire, en rotation selon un axe 3, de l'arbre 4 d'un moteur 5, pas à pas dans cet exemple, logé dans un boîtier 6 avec un microprocesseur 7 qui le commande et avec un capteur de déplacement angulaire 8.
  • L'arbre 4 est respectivement porté à ses deux extrémités par deux paliers non représentés solidaires de la tubulure 2 et porte le boîtier 6 en le laissant libre de tourner autour de l'arbre 4.
  • Le capteur de déplacement 8 détermine cycliquement la position angulaire du boîtier 6 par rapport à la tubulure 2 et transmet un signal correspondant au microprocesseur 7.
  • Un câble 11 relie une pédale d'accélération 10 à une extrémité d'une biellette 12 dont l'autre extrémité comporte une calotte sphérique creuse 13 ajustée sur un téton sphérique 14, excentrique par rapport à l'axe 3, du boîtier 6.
  • A l'arbre 4 du moteur pas à pas 5 est fixé un index radial 15 se déplaçant entre deux butées 16-17 du boîtier 6 et limitant ainsi la plage P (figure 3) de rotation angulaire de l'arbre 4 par rapport au boîtier 6.
  • Le fonctionnement du système d'alimentation de l'invention va maintenant être décrit.
  • Comme le montre le diagramme de la figure 2, la pédale d'accélération 10 entraîne directement en rotation le boîtier 6. La rotation correspondante par rapport à la tubulure 2 est mesurée par le capteur 8 et la suite de signaux de mesure correspondants permet au microprocesseur 7 de déterminer l'amplitude et la vitesse de cette rotation.
  • Le microprocesseur 7 comporte en mémoire une valeur de seuil correspondant à une valeur maximale admissible DO (figure 3) de variation angulaire de la position du papillon 1 en un laps de temps TO donné, une fraction de seconde, valeur qu'il compare cycliquement à l'angle de rotation mesuré du boîtier 6. Le microprocesseur 7 commande alors le moteur pas à pas 5 si la variation angulaire dépasse la valeur de seuil DO en un temps inférieur à la durée TO, c'est-à-dire a une amplitude significative et une vitesse excessive.
  • Comme le montre la figure 3, dont la courbe 20 représente la déviation angulaire D du boîtier 6 en fonction du temps t, avec une origine des angles arbitrairement fixée à zéro pour une position initiale de repos, la position angulaire 21 du papillon 1 est confondue avec la courbe 20 tant que la déviation angulaire 20 du boîtier 6 est inférieure au seuil DO. Après le début de la variation de l'angle D pour la courbe 20, ce seuil est ici dépassé après une durée inférieure à la durée TO, si bien que le microprocesseur 7 commande ensuite le moteur pas à pas 5 pour faire tourner son arbre 4 en sens inverse de celui du boîtier 6 (flèche F1), afin que la rotation du papillon 1 suive une courbe 22 présentant une pente moindre que celle de la courbe 20 dans sa partie variable, jusqu'à rejoindre plus tard la courbe 20.
  • Les courbes 23 et 24, parallèles à la courbe 20 et ici à égale distance de celle-ci, délimitent la plage P de régulation du moteur 5, définie par les butées 16, 17. La courbe 22 est toujours dans cette plage P, quitte à en suivre temporairement un bord et à ne pas corriger de façon optimale la déviation du papillon 1 si la correction à apporter excède la moitié de cette plage P.
  • Connaissant la position absolue du papillon 1 dans la tubulure 2 et l'intensité de la commande mécanique provenant de la pédale 10, on comprendra qu'il est possible de mémoriser, dans le mircroprocesseur 7, des tables de valeurs ou des algorithmes permettant d'adapter au mieux la vitesse de rotation du papillon 1.
  • Entre autres, on peut prévoir de modifier la valeur du seuil angulaire DO, de la durée TO et de la pente de la courbe 22 en fonction de la position absolue initiale du papillon 1 et, par exemple, permettre une rotation plus rapide lorsque le papillon 1 est déjà en position de semi-ouverture de la tubulure 2, donc avec un moteur de voiture tournant à allure soutenue et ainsi mieux apte à accélérer.
  • Inversement, le capteur 8 de position angulaire absolue pourrait être remplacé par un détecteur de déplacement relatif, tel qu'un accéléromètre, à partir des mesures duquel le microprocesseur 7 déterminerait des rotations relatives.
  • On comprendra que les éléments du système d'alimentation auraient pu avoir des déplacements autres que rotatifs.

Claims (5)

  1. Système d'alimentation en gaz comburant d'un moteur à combustion interne de véhicule comprenant, dans une tubulure d'admission (2), un papillon d'admission (1) monté mobile en déplacement sous l'action d'un organe de commande mécanique (10-12) et solidaire en déplacement de l'arbre (4) d'un moteur (5) de régulation de déplacement, le moteur (5) étant solidaire en déplacement de l'organe de commande (10-12), caractérisé par le fait qu'un microprocesseur (7) est agencé pour mesurer le déplacement (20) du moteur de régulation (5) par rapport à une position de repos et pour commander la rotation de l'arbre (4) de ce dernier en fonction dudit déplacement (20).
  2. Système d'alimentation selon la revendication 1, dans lequel le microprocesseur (7) est agencé pour, en réponse à un déplacement de l'organe de commande (10-12), limiter la vitesse de déplacement de l'arbre (4) et commander, si tel est le cas, un déplacement complémentaire et progressif de ce dernier.
  3. Système d'alimentation selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel un index (15) de limitation de course, solidaire de l'arbre (4) du moteur de régulation (5), est agencé pour se déplacer entre deux butées (16-17) du boîtier (6) du moteur de régulation (5).
  4. Système d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le moteur de régulation (5) est rotatif.
  5. Système d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le moteur de régulation (5) est un moteur pas à pas.
EP94401676A 1993-07-22 1994-07-21 Système d'alimentation en gaz comburant d'un moteur à combustion interne de véhicule Expired - Lifetime EP0636775B1 (fr)

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