FR2556045A1 - Installation pour influencer un circuit de reglage de position d'un moteur a combustion interne a auto-allumage - Google Patents
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Abstract
A.INSTALLATION POUR INFLUENCER UN CIRCUIT DE REGLAGE DE POSITION D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A AUTO-ALLUMAGE. B.INSTALLATION CARACTERISEE EN CE QU'A LA GRANDEUR DE GUIDAGE DU CIRCUIT DE REGLAGE DE POSITION, ET OBTENUE A PARTIR D'UN CIRCUIT DE REGLAGE DE POSITION DE GUIDAGE21 INDEPENDANT DU CIRCUIT DE REGLAGE DE POSITION14, UNE GRANDEUR PARASITE DEPENDANT DES VARIATIONS RAPIDES DE LA VITESSE DE ROTATION EST COMBINEE. C.L'INVENTION CONCERNE UNE INSTALLATION POUR INFLUENCER UN CIRCUIT DE REGLAGE DE POSITION D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE A AUTO-ALLUMAGE.
Description
1. "Installation pour influencer un circuit de réglage de
position d'un moteur à combustion interne à auto-allu-
mage ".
La présente invention concerne une instal- lation pour influencer un circuit de réglage de position
d'un moteur à combustion interne à auto-allumage.
Etat de la technique: Du fait de la suspension élastique du moteur et du chassis, un véhicule à moteur constitue une structure susceptible d'osciller, et qui est excitée pour
des oscillations plus ou moins amorties sous des influen-
ces parasites. Les influences parasites sont par exemple une variation brutale du débit de carburant lors du dosage du carburant d'un moteur à combustion interne ou encore un saut d'origine externe engendré par exemple par un trou
dans la surface de roulement. Les oscillations qui devien-
nent perceptibles par exemple sous l'effet de variations de la vitesse de rotation ou par les mouvements relatifs entre le moteur et la carrosserie se situent normalement entre 1 et 8 Hz et sont généralement désignées par secousses. Dans la demande de brevet DE, P 32 32 725 non publiée au préalable, il est décrit une installation pour amortir des oscillations des secousses dans un moteur à combustion interne à auto-allumage. Dans ce cas, il est prévu un dispositif de réglage entre un appareil de commande de valeur de consigne et le'mécanisme de réglage de débit de la pompe d'injection, dispositif de réglage qui agit sur le dosage du carburant du moteur à combustion interne à l'aide de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne et de la position du mécanisme
de réglage de débit, de façon à amortir autant que possi-
ble les oscillations des secousses.
l'inconvénient de l'installation connue
réside dans le fait qu'elle demande des moyens relative-
ment importants en éléments de commutation et en ce que
pour son réglage, il faut régler entre eux un grand nom-
bre de paramètres. Cela entraine notamment que l'instal-
lation connue ne peut pas être montée en seconde monte
dans un système de dosage de carburant existant.
Avantages de l'invention:
La présente invention concerne une instal-
lation du type ci-dessus, caractérisée en ce qu'à la gran-
deur de guidage du circuit de réglage de position, obtenue à partir d'un circuit de réglage de position indépendant
du circuit de réglage de position de guidage, une gran-
deur parasite dépendant des variations rapides de la
vitesse de rotation est combinée.
L'installation selon l'invention présente l'avantage par rapport à l'état de la technique, que par une structure simplifiée des moyens de technique de réglage, on peut réduire le nombre d'éléments de circuit ainsi que
le nombre des paramètres de réglage sans que l'amortisse-
ment des oscillations des secousses ne soit détérioré par cette installation. Avant tout, la structure des moyens de réglage, simplifiée et le nombre faible de paramètres de réglage permettent de monter à posteriori l'installation selon l'invention dans un système de dosage de carburant
existant et l'y adapter.
D'autres avantages de l'invention découlent
de la description des différents exemples de réalisation.
Dessins: Différents exemples de réalisation de l'invention sont représentés dans les dessins et seront décrits ci-après: - la figure 1 montre la structure- de prin-
cipe d'un système de dosage de carburant avec un amortis-
seur de secousses.
- la figure 2 montre un exemple de réali-
- sation d'un circuit de réglage de position.
- la figure 3 montre un exemple de réalisa-
tion d'un circuit de réglage de position de guidage.
- la figure 4 montre trois exemples d'ins-
tallation pour former les grandeurs parasites de secousses.
- la figure 5 montre un autre exemple
d'un amortisseur de secousses.
Description des exemples de réalisation:
Les exemples de réalisation constituent
- des moyens de réglage pour influencer le dosage en carbu-
rant d'un moteur à combustion interne avec auto-allumage.
La figure 1 montre la structure de prin-
cipe d'un système de dosage de carburant muni d'un amor-
tisseur de secousses. La référence 10 désigne un capteur de position de la pédale d'accélérateur; la référence 11 désigne un capteur de vitesse de rotation. Un appareil de commande de valeur de consigne 12 est relié au capteur de position 10 de la pédale d'accélérateur et au capteur de vitesse de rotation 11. Par contre, le capteur de vitesse de rotation 11 est seul relié à un convertisseur 13. La reférence 20 désigne un amortisseur de secousses qui se compose d'un circuit de réglage de la position de guidage
21, d'une installation 22 pour former une grandeur para-
site de secousses et un circuit d'addition de grandeur
parasite 23. Le circuit de régla:ge de la position de gui-
dage 21 est relié à l'appareil de commande de la valeur
de consigne 12 et l'installation 22 est reliée au conver-
tisseur 13 alors que le circuit-additionneur de grandeur parasite 23 est relié au circuit de réglage de position de guidage 21 et à l'installation 22. La référence 14 correspond au circuit de réglage de position du système de dosage de carburant; la référence 15 désigne le moteur
à combustion interne. Il y a des liaisons entre le circuit-
additionneur de grandeur parasite 23 et le circuit de réglage de position 14 et entre ce circuit de réglage de
position 14 et le moteur à combustion interne 15.
Dans l'installation de la figure 1, le capteur de position 10 de la pédale d'accélérateur, le capteur de vitesse de rotation 11, l'appareil de commande
de valeur de consigne 12, le circuit de réglage de posi-
tion 14 et le moteur à combustion interne 15 constituent
la structure de base d'un système de dosage de carburant.
L'appareil de commande de valeur de consigne a pour but de former un signal UFsolI '(signal UF de consigne) à partir de la position 0 de la pédale d'accélérateur et de la vitesse de rotation n du moteur à combustion interne', signal qui représente la grandeur guide pour le réglage ultérieur. Le but du circuit de réglage de position 14 consiste à asservir le signal de sortie UdO ist (Un réel) du circuit de réglage de position 14 de la façon aussi rapide et aussi exacte que possible au signal d'entrée Uc s de ce circuit de réglage de position 14. Entre U*soll
l'appareil de commande de valeur de consigne 12 et le cir-
cuit de réglage de position 14, il est prévu maintenant
un amortisseur de secousses 20.
Dans cet amortisseur de secousses 20, on forme d'une part un signal UF à partir du circuit de réglage de position de guidage 21 partant du signal UFsol1 et d'autre part l'installation 22 génère un signal US pour former la grandeur parasite de secousses à partir d'un signal UN dépendant de la vitesse de rotation et qui est formé par le convertisseur 13. Ces deux signaux UF
et US sont combinés dans le circuit d'addition de la gran-
deur parasite 23 au signal Ud sol,.
Pour la réalisation du circuit de réglage e604S de position de guidage 21 et l'installation 22, on a
diverses possibilités. Indépendamment de cette réalisa-
tion, il est toutefois possible grâce à la structure de principe.de l'installation représentée à la figure 1, d'intégrer l'amortisseur de secousses 20 dans le système
de dosage de carburant existant et de l'y adapter.
L'appareil de commande de valeur de con-
signe 12 et le convertisseur 13 sont des installations connues. Il est ainsi par exemple possible à l'appareil de commande de valeur de consigne 12 de former le signal de sortie UFsoll indépendamment des signaux d'entrée d et n, à l'aide d'un champ de caractéristiques et pour le
convertisseur 13, il peut par exemple stagir d'un conver-
tisseur fréquence/tension.
Un exemple de réalisation d'un circuit
de réglage de position 14 est représenté à la figure 2.
La référence 30 désigne un dispositif de réglage par exem- -
ple un dispositif de réglage PID alors que la référence
31 est mise à la place du dispositif de réglage de quan-
tité de la pompe d'injection. La référence 32 correspond à un point de combinaison auquel on combine entre eux les signaux U l et UCist Le signal de sortie de ce point de combinaison 32 est appliqué au dispositif de réglage 30 dont le signal de sortie est alors relié au
mécanisme de réglage de débit de la pompe d'injection 31.
Le signal de sortie du mécanisme de réglage de débit 31 est le signal U ist qui donne la position du mécanisme de réglage de débit. Le dispositif de réglage 30 commande alors le mécanisme de réglage de débit 31 de façon que la différence des deux signaux Ud ist et UC soli soit toujours pratiquement égale à zéro, c'est-à-dire que la position
réelle du mécanisme de réglage de débit 31 corresponde au-
tant que possible toujours à la position souhaitée du
mécanisme de réglage de débit.
La figure 3 montre un exemple de réalisa-
tion d'un circuit de réglage de position de guide. La référence 40 désigne un dispositif de réglage par exemple un dispositif de réglage PI; la référence 41 désigne un
filtre passe-bas et la référence 42 correspond à la posi-
tion d'un point de combinaison. Ce point de combinaison
42 reçoit le signal UFsoll et le signal de sortie du fil-
tre passe-bas 41. Le signal de sortie du point de combi-
naison 42 est appliqué au dispositif de réglage 40 dont
le signal de sortie est le signal UF. Comme signal d'en-
trée du filtre passe-bas 41, on peut alors utiliser deux signaux. Lorsqu'on applique le signal Uso011 au filtre passe-bas 41, on peut parfaitement intégrer l'amortisseur de secousses 20 dans le système de dosage de carburant existant puisque dans ce cas le signal U1 sol1 est formé par l'amortisseur de secousses 20 lui-même. Par contre si le signal Uo istest appliqué au filtre passe-bas 41,
il faut que ce signal U ist soit appliqué à l'amortis-
seur de secousses 20 par une source extérieure. Dans ce second cas, le montage de l'amortisseur de secousses 20 dans un système de dosage de carburant, existant, n'est possible que si le système de dosage de carburant permet de fournir le signal de position U ist du mécanisme de
réglage de débit à l'amortisseur de secousses.
Lorsque le signal U so est fourni en retour, il faut veiller a ce que le circuit de réglage de position, suivant 14 ne présente pas de dérive permanente entre U osoll et Uaist et que la dynamique de ce circuit
de réglage 14 détermine dans une très large mesure l'en-
semble de l'amortissement en retour. En fonction du méca-
nisme de réglage de débit de la pompe d'injection 31 ainsi que du reste de la réalisation de l'amortisseur de retour, il est possible de supprimer le filtre passe-bas 41 et d'appliquer ainsi le signal de retour U Csoll ou Ucist directement au point de combinaison 42. Le dispositif de réglage 40 a pour but d'asservir le signal UF au signal UFsoll. Dans la réalisation du dispositif de réglage 40, il faut veiller à ce que ce dispositif de réglage présente d'une part un bon comportement de guide pour que le signal UF suive aussi rapidement et exactement que possible la variation brusque du signal UFsoll mais que malgré ce com- portement de guide, l'effet de l'amortisseur de secousses
ne soit pas supprimé. Dans ce cas, il est également possi-
ble que le dispositif de réglage 40 ne présente pas de
comportement PI mais qu'il présente une autre caractéris-
tique de réglage adaptée aux caractéristiques de l'amor-
tisseur de secousses correspondant. La structure de prin-
cipe de l'amortisseur de secousses 20 et la réalisation correspondante du circuit de réglage de position de guide
21 représenté à la figure 3 font qu'il est inutile de for-
mer un signal de cette grandeur guide du circuit de régla-
ge de position, aval, c'est-à-dire par exemple de limiter la montée ou d'avoir une zone sans sensibilité de ce signal.
La figure 4 montre trois exemples d'ins-
tallation pour former les grandeurs parasites de secousses.
La référence M désigne un filtre passe-haut; la référence 51 correspond à une installation pour limiter la montée
et la référence 52 correspond à une installation pour limi-
ter la montée avec une zone d'insensibilité. Dans le cas le plus simple, l'installation 22 ne comporte qu'un filtre passe-haut 50 pour former les grandeurs parasites de secousses comme cela est représenté à la figure 4a. Ce filtre passe-haut a pour but de détecter les oscillations
des secousses et de transmettre la grandeur de ces oscil-
lations de secousses sous la forme d'un signal parasite U au circuitadditionneur de grandeur parasite 23. Il est alors possible ou nécessaire de limiter le signal US comme cela est représenté à la figure 4b. Pour cela, le signal de sortie du filtre passe-haut 50 est appliqué à l'installation de limitation de montée 51 qui fournit alors le signal Us. Une autre mise en forme du signal' US
est par exemple également possible en développant l'ins-
tallation 51 par une zone insensible. Cette possibilité est représentée à la figure 4c. Dans cette figure, le signal de sortie du filtre passe-haut 50 est appliqué à
l'installation de limitation de montée avec la zone d'in-
sensibilité 52 qui génère alors le signal US. La décision
quant au choix de celle des trois installations represen-
tées à titre d'exemple à la figure 4 pour former la gran-
deur parasite de secousses dans chaque application dépend du système de dosage de carburant correspondant, et avant
tout du mécanisme de réglage de débit de la pompe d'injec-
tion. Dans ce cas, il est également possible en variante de la figure-4, d'envisager d'autres-moyens de mise en
forme du signal US.
Un autre exemple de réalisation d'un amor-
tisseur de secousses est représenté à la figure 5. Le cir-
cuit de réglage de position guide 21 de cet amortisseur de secousses 20 se compose ainsi d'un formeur de guidage 60 et l'installation pour former la grandeur parasite de secousses 22 se compose d'un premier filtre passehaut 61, d'une installation de mise en forme du signal 62 et d'un second filtre passe-haut 63. Le signal UFsolI est fourni au formeur de guidage 60 dont le signal de sortie UF est
alors appliqué au circuit-additionneur de grandeur para-
site 23. Le montage en série du premier filtre passe-haut 61, de l'installation de mise en forme de signal 62-et du second filtre passehaut 63-reçoit le signal UN alors que le signal de sortie dece montage en serie est également
appliqué au circuit-additionneur de grandeur parasite 23.
Le signal de sortie du circuit-additionneur de grandeur parasite 23 est alors le signal Uo0soll qui commande le circuit de réglage de position 14 aval. Dans le cas de l'amortisseur de secousses représenté à la figure 5, le signal UN dépendant de la vitesse de rotation est appliqué
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par un double filtre passe-haut comme grandeur parasite de la grandeur guide du circuit de réglage de position 14 aval, le circuit de réglage de position guide 21 se
composant alors uniquement du formeur de guidage 60 c'est-
à-dire sans avoir de réaction par Ucsoll ou U ist' La
réalisation du formeur de guidage 60 peut se faire de dif-
férentes manières, par exemple également sous la forme d'un élément PDT1. I1 y a également diverses possibilités pour l'installation de mise en forme de signal 62, par exemple une installation pour limiter la montée avec une
zone d'insensibilité. L'amortisseur de secousses 20 repre-
senté à la figure 5 est réalisé de façon qu'il puisse être intégré entre un appareil de commande de valeur de consigne 12 et un circuit de réglage de position 14 dans
un système de dosage de carburant existant. Les différen-
tes possibilités de réalisation de l'amortisseur de secous-
ses de la figure 5 permettent d'adapter cet amortisseur de
secousses au système de dosage de carburant existant.
L'amortisseur de secousses décrit à l'aide des figures 1 à 5 est particulièrement avantageux du fait de sa structure extrêmement simple. I1 en résulte que lors de l'adaptation de l'amortisseur de secousses a un système de dosage de carburant existant, on n'agit que sur très peu de paramètres de réglage. Grâce à ce faible nombre de
paramètres de réglage, il est possible de régler les para-
mètres également indépendants par exemple de la température, de la vitesse de rotation, du moteur à combustion interne, du rapport utilisé etc. On a constaté qu'il était avantageux lors du démarrage du moteur à combustion interne de limiter
l'effet de l'amortisseur de secousses. Cela peut par exem-
ple se faire par le signal UN qui, en-dessous d'une vitesse de rotation limite, prédéterminée, correspond à
une tension constante et est ainsi indépendant de la vites-
se de rotation réelle du moteur à combustion interne. Cette
prise en compte du démarrage du moteur a combustion in-
terne peut par exemple se faire dans le convertisseur 13.
Il s'est en outre avéré comme avantageux de ne pas faire agir les oscillations des secousses sur le signal UFsoll. On peut éviter cela par exemple en en- voyant dans l'appareil de commande de valeur de consigne 12, le signal fourni par le capteur de vitesse de rotation
11 tout d'abord par exemple par un filtre passe-bas c'est-
à-dire en éliminant les oscillations rapides des secousses.
Un tel filtrage ne doit évidemment pas influencer le signal UNS car dans l'installation suivante servant à former la grandeur parasite de secousses 22, on forme le signal Us précisément en fonction des oscillations rapides des secousses. Il est également possible de réunir les différents groupes d'éléments des différents exemples de
réalisation. Il en résulte avantageusement une installa-
tion pour influencer un moteur à combustion interne avec un auto-allumage dans lequel par exemple l'appareil de
commande de la valeur de consigne, l'amortisseur de secous-
ses, le circuit de réglage de position et le cas échéant
également d'autres groupes de composants, forment un en-
semble et sont réalisés avec un encombrement extrêmement
réduit par exemple suivant la technique des circuits ana-
logiques.
L'installation décrite pour influencer un circuit de réglage de position dans un moteur à combustion interne avec auto-allumage peut se réaliser non seulement
à l'aide d'un circuit analogique mais il est particulière-
ment avantageux de réaliser l'installation par exemple à
l'aide d'un microprocesseur programmé de façon correspon-
dante. I1 est également possible que l'installation dé-
crite n'influence pas en définitive le mécanisme de ré-
glage de débit de la pompe d'injection d'un système de
dosage de carburant mais que l'installation commande d'au-
tres grandeurs pour influencer la combustion du moteur
à combustion interne.
RE V E N D I C A T IONS
1 ) Installation pour influencer un cir-
cuit de réglage de position d'un moteur à combustion in-
terne à auto-allumage avec des capteurs pour les gran-
deurs caractéristiques (10, 11), un appareil de commande de grandeur de consigne (12) et un circuit de réglage de position (14), installation caractérisée en ce qu'à la grandeur de guidage du circuit de réglage de position, obtenue à partir d'un circuit de réglage de position de
guidage (21) indépendant du circuit de réglage de posi-
tion (14), une grandeur parasite dépendant des variations
rapides de la vitesse de rotation est combinée.
) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit de réglage de position de guidage (21) se compose d'un dispositif de réglage (40)
qui reçoit un signal de combinaison qui est formé à par-
tir de la grandeur de guidage du circuit de réglage de position de guidage et de la grandeur guide de réaction
de retour du circuit de réglage de position.
3 ) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de réglage (40)
présente de préférence un comportement (PI).
) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un déphaseur (41) se trouve dans le chemin de réaction de retour de la grandeur guide du
circuit de réglage de position.
) Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le déphaseur (41) se compose
de préférence d'un filtre passe-bas.
6 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la grandeur parasite dépendant
des variations rapides de la vitesse de rotation est for-
mée à l'aide d'un déphaseur (50).
7 ) Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la grandeur parasite dépendant
des variations rapides de la vitesse de rotation est sou-
mise a une mise en forme de signal (51, 52).
8 ) Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le déphaseur (50) se compose de préférence d'un filtre passe-haut. 9 ) Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le formeur de signal (51, 52) possède de préférence au moins une limitation de montée
et/ou une zone d'insensibilité.
10 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit de réglage de la position de guidage (21) se compose d'un formeur de guidage (60) et en ce que la grandeur parasite dépendant des variations rapides de la vitesse de rotation est formée à l'aide d'un déphaseur double (61, 63) avec interposition
d'un formeur de signal (62).
11 ) Installation selon la revendication , caractérisée en ce que le formeur de guidage (60) a
de préférence un comportement (PDT1).
12 ) Installation selon la revendication , caractérisée en ce que le déphaseur double (61, 63)
est de préférence constitué par deux filtres passe-haut.
13 ) Installation selon la revendication , caractérisée en ce que la mise en forme de signal (62),
intermédiaire comprend de préférence au moins une limita-
tion de montée et/ou une zone d'insensibilité.
14 ) Installation selon'l'une quelconque
des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que les
éléments de transfert (40, 41, 50, 51, 52, 60, 61, 62, 63) sont au moins indépendants de la température et/ou de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne et/ou
du rapport de vitesse utilisés.
) Installation selon l'une quelconque
des revendications 1 à 14, caractérisée en ce qu'en-dessous
d'une vitesse de rotation prédéterminée, la grandeur guide de la grandeur parasite appliquée au circuit de réglage
de position est constante.
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