FR2464852A1 - Dispositif de commande pour un mecanisme de reglage en continu, de conformation en carburant d'un moteur a combustion d'automobile - Google Patents
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Abstract
A.DISPOSITIF DE COMMANDE POUR UN MECANISME DE REGLAGE EN CONTINU, DE CONSOMMATION EN CARBURANT D'UN MOTEUR A COMBUSTION D'AUTOMOBILE. B.DISPOSITIF CARACTERISE EN CE QUE LES GRANDEURS DE COMMANDE SONT DES SIGNAUX PRODUITS PAR UN APPAREIL DE COMMANDE ELECTRONIQUE 40 QUI SONT AMENES, COMME SIGNAUX ÉLECTRIQUES OU VALEURS DE PRESSION D'UN FLUIDE HYDRAULIQUE, A DES ORGANES DE COMMANDE DE REGLAGE, AVEC CIRCULATION PERMANENTE 22, 27 A TRAVERS LE MECANISME DE TRANSMISSION 1. C.DISPOSITIF APPLICABLE AU MOTEUR D'UN VEHICULE AUTOMOBILE.
Description
L'invention concerne un dispositif de commande pour un mécanisme de
réglage en continu notamment un mécanisme à courroie trapézoïdale ou à. chaîne, d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, dans lequel le rapport de transmission du mécanisme est modifiable en dépendance de gran- deurs de commande en fonction de la charge et du nombre de
tours du moteur.
Dans un dispositif de commande connu de ce genre, la pédale de conduite est accouplée avec une tringlerie qui, lors du déplacement de la pédale, fait tourner un disque de came qui agit sur un organe de positionnement du mécanisme à commande hydraulique et/ou pneumatique, lequel est constitué par un mécanisme à courroie trapézoïdale comprenant deux poulies
à courroie, dont le diamètre efficace est réglable.
De tels mécanismes à commande continue sans paliers sont utilisés entre autres pour la réalisation d'un réglage continu de moteurs à combustion interne, en vue d'une consommation de carburant optimale. Pour cela, la commande du mécanisme de réglage est constituée de telle manière que le rapport de transmission efficace soit toujours tel, que le moteur à combustion, pour tous les régimes de marche du véhicule, tourne avec une vitesse de rotation optimale et un couple d'entraînement optimal, c'est-àdire qui correspondent à la
consommation relativement la plus faible.
Dans les dispositifs de commande connus, l'adaptation à différents types de moteurs à combustion, avec les allures différentes de courbe de variation de couple de rotation optimal, est difficile à réaliser. En outre, on ne peut pas éviter les erreurs de transmission mécanique des dépla-' cements de la pédale, dues à l'imprécision mécanique de la trin-' glerie. L'invention a pour objet un dispositif de commande pour mécanisme de réglage en continu notamment un mécanisme à courroie trapézoïdale ou à chaîne, d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, dans lequel le
rapport de transmission du mécanisme est modifiable en dépen-
dance de grandeurs de commande en fonction de la charge et du nombre de tours du moteur, caractérisé en ce que les grandeurs de commande sont des signaux produits par un appareil de coma
mande électronique (40) qui sont amenés, comme signaux électri-
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ques ou valeurs de pression d'un fluide hydraulique, à des organes de commande de réglage, avec circulation permanente à
travers le mécanisme de transmission.
Un tel dispositif conforme à l'invention présente l'avantage que le signal utilisé pour la commande directe du mécanisme, correspondant à l'allure de la courbe caractéristique instantanée du moteur, peut être obtenu de manière simple et précise et être amené sans introduction d'erreurs de transmission supplémentaires, à un organe de réglage du mécanisme, électriquement ou à l'aide d'un fluide,
c'est-à-dire hydrauliquement ou pneumatiquement.
Dans ces conditions, on peut utiliser le même
appareil de commande pour des véhicules, notamment de circula-
tion urbaine, pourvus de types de moteurs différents. L'appa-
reil de commande contient pour cela avantageusement une petite calculatrice, par exemple un microprocesseur, et la prise en compte de caractéristiques différentes du moteur peut avoir lieu de manière simple par introduction d'un module de mémoire
dans la calculatrice ce module de mémoire contenant l'enregis-
trement de la caractéristique momentanée du moteur, le cas
échéant en commun avec d'autres données.
L'invention prévoir diverses mesures de réali-
sation du dispositif.
Elles s'étend notamment à un dispositif dans lequel une poulie, dont le diamètre efficace est modifiable
au moyen d'un fluide hydraulique, est en liaison avec une soupa-
pe de commande de transmission, et dans lequel une autre poulie,
dont le diamètre efficace est modifiable par le fluide hydrau-
lique, est en liaison avec une soupape principale de réglage de pression, caractérisé en ce que l'appareil de commande est constitué pour la production d'un signal dépendant du rapport de transmission et du nombre de tours du moteur, qui est amené à la soupape de commande de pression principale et un signal dépendant de la charge et du rapport de transmission, qui est
amené à la soupape de commande de rapport de transmission.
Cette disposition permet une adaptation simple, par exemple du mécanisme connu cTransmatic" à tout moteur d'entraInement, sans nécessiter d'organes de palpage mécaniques
dans la transmission de commande. Avec une constitution parti-
culière appropriée, le signal électrique délivré par l'appareil de commande peut agir directement sur un organe de réglage du mécanisme. Cependant, dans de nombreux cas, il est plus simple, du point de vue de la construction, de prévoir que le signal électrique de l'appareil de commande est d'abord converti en un signal de pression, notamment un signal de pression hydrau- lique.
Suivant une autre caractéristique de réalisa-
tion de l'invention, un régulateur de pression est relié à
l'appareil de commande, en vue de produire une pression cons-
tamment variable du fluide hydraulique amené à l'organe de
réglage du dispositif.
Pour produire une pression variable du fluide hydraulique, il peut être prévu, conformément à l'invention, une soupape commandée par impulsions. La commande s'effectue alors par des signaux de sortie numériques de l'appareil de commande, qui sont convertis en impulsions de pression par des soupapes magnétiques commandées par impulsions. La fréquence de succession des impulsions est alors prévue assez élevée, par exemple 80 Hz, pour que, pour le réglage modifiant le rapport de transmission du mécanisme, seule soit efficace la valeur
moyenne produite par les oscillations de pression.
Le cas échéant, il peut être prévu, à un emplacement approprié du système hydraulique, du mécanisme, un
accumulateur de pression pour niveler les oscillations de pres-
sion dues à la commande par impulsions. Cependant, en général, dans ce but, le volume relativement grand du fluide hydraulique
dans les cylindres servant au déplacement de réglage des pou-
lies à courroie trapézoïdale est suffisant pour obtenir un amortissement de ce genre0 Etant donné que les régulateurs de pression mentionnés, réglent la pression à leur sortie, automatiquement, à une valeur déterminée par le signal électrique d'entrée, il n'est pas nécessaire de traiter la pression dans le système hydraulique, en vue de la régulation, encore par des organes spéciaux déterminant *la pression. Cependant, s'il est prévu, conformément à l'invention, pour la modification de la pression, des soupapes commandées par impulsions, il est normalement nécessaire de prévoir un indicateur de pression, qui détecte
la pression dans l'une des poulies à courroie trapézoïdale.
Il est évident que l'invention n'est pas limitée
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à des mécanismes de transmission continue à courroies trapés zoldales, mais qu'elle est applicable également à d'autres mécanismes à transmission sans paliers, notamment ceux dans lesquels sont prévus des poulies ou des roues avec diamètre efficace modifiable, par exemple des mécanismes à chaîne de transmission.
La description se rapporte à un exemple de
réalisation de l'invention avec référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma simplifié d'une
première forme de réalisation d'un mécanisme à courroie trapé-
zoldale à commande hydraulique, avec un dispositif de commande, des caractéristiques d'une seconde forme de réalisation étant
également indiquées dans cette figure.
la figure 2 est un schéma par blocs de
l'appareil de commande utilisé dans le dispositif de la figure 1.
- la figure 3 est une vue d'un détail de
l'appareil de commande de la figure 2.
Le mécanisme à courroie trapézoïdale 1 repré-
senté dans la figure 1 comprend une première poulie à courroie trapézoïdale 2, entrainée, d'une manière non représentée, par le moteur à combustion interne du véhicule automobile, et une seconde poulie à courroie trapézoîdale 4, entraînée par la première poulie par l'intermédiaire de la courroie trapézoïdale 3, cette poulie 4 étant en liaison, d'une manière non représentée,
avec les roues motrices du véhicule.
Les deux poulies 2 et 4 sont de constitution différente du point de vue des détails techniques. Cependantr elles présentent chacune deux parties 7 et 8 ainsi que 7' et 8',
coulissantes axialement l'une par rapport à l'autre, mais soli--
daires à la rotation. Par introduction d'un agent de pression, dans cet exemple un fluide hydraulique, dans une chambre 9 - 9', il est possible de déplacer la partie coulissante 8, 8' en direction de l'autre partie 7, 7' de telle sorte que la fente annulaire entre les deux parties 7 et 8, dans laquelle se trouve la courroie, est réduite dans sa largeur. Il en résulte que la courroie trapézoïdale est refoulée radialement vers l'extérieur de sorte que le diamètre efficace de la poulie se trouve augmentée. Si, au contraire, la pression dans la chambre 9, 9' est diminuée, la courroie 3, dans la mesure o elle est
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soumise à une tension suffisante, écarte à nouveau les parties
7, 8 et 7', 8' et les éloigne l'une de l'autre.
Le fluide hydraulique est aspiré par une pompe 11 hors d'un réservoir à huile 12, à travers un filtre 13 et il parvient à partir du c8té refoulement de la pompe Il, d'une part, directement dans le raccord de circuit hydraulique 15 de la seconde poulie à courroie 4, et, d'autre parte vers l'entrée 16 d'un régleur de pression électromagnétique 17 et 18p et vers les entrées 19 et 20 d'une soupape de régulation de pression principale 22. Une sortie 23 de cette soupape 22 est reliée au
c8té aspiration de la pompe 11. Une entrée de commande hydrau-
lique 24 est reliée à la sortie du régleur de pression 17.
Le raccord hydraulique 25 de la première poulie à courroie trapézoïdale 2 est relié à une sortie d'une soupape de commande de conversion 27, dont l'entrée 28 est reliée à l'entrée 19 de la soupape 22 et dont la sortie 29 est reliée à la sortie 23 de la soupape 22. Une entrée de commande hydrauli que 30 est reliée à la sortie du régleur de pression 18. Les régleurs de pression 17 et 18 présentent en outre une autre
sortie, non représentée, qui conduit au réservoir d'huile 12.
La pression hydraulique qui est amenée au raccord 20 de la soupape 22 charge une surface de piston d'un coulisseau de réglage 32 de la soupape et elle a tendance à déplacer celui-ci vers la gauche de la figure 1, en position d'ouverture, pour laquelle une liaison est établie entre les raccords 19 et 23. La pression hydraulique qui est amenée à l'entrée de commande 24 charge le coulisseau 32 en direction opposée. Dans la soupape de commande 27, est prévu un ressort 33 qui tend à déplacer le coulisseau 34 dans sa position de gauche, dans laquelle une liaison est établie entre l'entrée 28, reliée au côté refoulement de la pompe 11, et le raccord de branchement 25 de la première poulie à courroie 2. Le fluide
hydraulique amené à l'entrée 30 a tendance à déplacer le coulis-
seau 34 dans sa position de droite, pour laquelle le branchement
hydraulique 25 est relié au c8té aspiration de la pompe 11.
Il est prévu un appareil de commande électro-
nique 40, qui est relié, par des canalisations de sortie sépa-
rées 41 et 42, avec les entrées de commande électrique des régleurs de pression 17 et 18. A l'appareil de commande 40, est amené un signal de vitesse de rotation délivré par un indicateur
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de vitesse 44, pour la seconde poulie à courroie 4. En outre,
sont amenés, de la manière indiquée, des signaux d'entrée rela--
tifs au positionnement d'un levier sélectionneur, non repré-
senté, pour les passages de vitesses, ou un signal de charge qui peut être dérivé de la position du papillon d'étranglement ou de toute autre manière, par exemple de la dépression, dans le tuyau d'aspiration d'un carburateur, et enfin un signal de
nombre de tours du moteur.
En fonction de ces signaux d'entrée, l'appas-
reil de commande 40 détermine, compte tenu de la courbe caracté-
ristique pour une consommation minimale de carburant du moteur à combustion interne utilisé, en dépendance du régime de marche du véhicule, le rapport de transmission à choisir pour le mécanisme à courroie 1, et il commande en conséquence les
régleurs de pression 17 et 18.
Par une 'comparaison de la vitesse de rotation ou nombre de tours du moteur, on peut déterminer si le rapport
de transmission à régler est différent du rapport de transmis-
sion effectif, et de combien. Le signal àmené de l'appareil de commande 40 au régleur de pression 17 est dépendant du rapport de transmission et du nombre de tours, tandis que le signal amené au régleur de pression 18 est dépendant de la charge et
du nombre de tours de rotation du moteur.
Dans le cas o les régleurs de pression 17 et 18 à action analogique et en continu sont remplacés par des
soupapes magnétiques à fonctionnement numérique, il est néces-
saire, pour le réglage de la pression désirée, de prévoir un indicateur de pression 43, qui détecte la pression dans la
seconde poulie à courroie 4, et qui est représenté en traits-
points dans la figure 1. L'appareil de commande 40, dans cette variante de réalisation, est constitué de telle manière qu'il délivre des signaux en forme d'impulsions pour la commande des soupapes magnétiques. Ces soupapes magnétiques sont, dans cette
seconde forme de réalisation, constituées par des soupapes 3/2.
Chacune présente donc trois raccords de branchement et deux positions de connexion. Dans l'une de ces positions de connexion,
l'entrée hydraulique de la soupape est reliée à la sortie indi-
quée dans la figure 1, et, dans la seconde position de connexion, l'entrée de la soupape est reliée à la sortie conduisant au réservoir d'huile, tandis que la sortie représentée dans la
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figure 1 est fermée.
Conformément à la figure 2, l'appareil de commande 40, dans l'exemple de réalisation de la figure 1, avec régleurs de pression, comprend une installation 59 pour la préparation des signaux, à. laquelle sont amenés les signaux
pour le nombre de tours de sortie de la seconde poulie à cour-
roie 4, pour le nombre de tours du moteur, pour la charge et
pour la position du levier de sélection de vitesses (par exem-
ple marche arrière, marche à vide, marche lente, marche rapide), et elle amène ces signaux à la forme nécessaire pour leur traitement ultérieur. Les signaux sont alors amenés à un miros processeur 60 qui est en liaison avec une source de tension et
avec un donneur de cadence 61. Les signaux de sortie du micro-
processeur caractéristiques pour la pression de commande hydrau-
lique des soupapes 22 et 27 sont amenés à des étages finaux
62 et 63 d'o ils parviennent, après amplification, aux régula-
teurs de pression respectifs 17 et 18.
Le microprocesseur 60, qui joue le rôle d'un calculateur de rapport de transmission, effectue, conformément
à la figure 3, un calcul de l'état "'réel'" (état de fonctionne-
ment du moteur et du mécanisme de transmission), et il communi-
que au moteur à combustion, à l'aide d'une courbe caractéristi-
que de consommation de carburant stockée dans une mémoire 65, le rapport de transmission optimal. Le rapport de transmission réel et le rapport de transmission optimal ou " de consigne" sont comparés dans une installation de comparaison 66, dont le
signal de sortie est amené à une autre installation de compa-
raison 67, dont l'autre entrée reçoit d'autres signaux qui sont caractéristiques des valeurs limites qui ne doivent pas être dépassées. Ces valeurs limites sont fournies par une unité 68, qui délivre les nombres de tours maximal et minimal en fonction de grandeurs d'entrée. En outre, le réglage du commutateur
sélecteur et du contacteur de coupure est limité le cas échéant.
Le signal de sortie de l'installation de comparaison 67 corres-
pond à la valeur de consigne du rapport de transmission, et à
partir de cette valeur de consigne sont émis les signaux néces-
saires pour la commande des régulateurs de tension 17 et 180 Dans l'installation décrite, la pompe 11 est
en permanence en service, en vue de maintenir la pression néces-
saire dans les différentes parties de l'installation.
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Claims (2)
- 2 ) Dispositif suivant la revendication 1,dans lequel une poulie (2), dont le diamètre efficace est modi-fiable au moyen d'un fluide hydraulique, est en liaison avec une soupape de commande de transmission, et dans lequel une autre poulie (4), dont le diamètre efficace est modifiable par le fluide hydraulique, est en liaison avec une soupape principalede réglage de pression, caractérisé en ce que l'appareil de com-mande (40) est constitué pour la production d'un signal dépendantdu rapport de transmission et du nombre de tours du moteur.qui est amené à la soupape de commande de pression principale(22) et un signal dépendant de la charge et du rapport de trans-mission, qui est amené à la soupape de commande de rapport de transmission (27)o 3c) Dispositif suivant l'une deûrevendications 1 et 2, caractérisé par un régulateur de pression(17, 18) relié à l'appareil de commande (40) pour produire unepression variable du fluide de pression.
- 4 ) Dispositif suivant l'une des reven-dications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour produire une pres-sion modifiable du fluide hydraulique, il est prévu une soupape de commande par impulsions, 50) Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par un indicateur de pression (43) qui indique la pression du fluide hydraulique, prévu à un emplacementapproprié et qui est relié à l'appareil de commande.) Dispositif suivant l'une quelconquedes revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'appareil9 2464852de commande contient une mémoire (65) de stockage de courbe caractéristique pour la courbe caractéristique de consommation optimale de carburant du moteur à combustion utilisé, et cet appareil est constitué de telle manière qu'il commande le rapport de transmission du mécanisme dans le sens d'une mini-misation de la consommation.
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