FR2634518A1 - Dispositif de manoeuvre pour un element de commande notamment de papillon, d'un moteur a combustion interne - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de manoeuvre pour un élément de commande, notamment de papillon, d'un moteur à combustion interne, notamment de véhicule automobile. Un mécanisme de transmission reliant la pédale d'accélérateur au papillon 1 du carburateur est soumis à d'autres grandeurs d'influence et de correction par l'intermédiaire d'un moteur électrique de manoeuvre 13; à cet effet, il est prévu dans le mécanisme de transmission un train planétaire 8 dont la couronne extérieure 7 est reliée à la pédale d'accélérateur, dont le pignon central 10 est relié au moteur de manoeuvre 13 et dont le porte-satellites 16 est relié au papillon 1.
Description
La présente invention concerne un dispositif de manoeuvre pour un élément
de commande, notamment pour le papillon d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comportant un mécanisme de transmission entre un levier d'actionnement et l'élément de commande pour la transmission du mouvement du levier d'actionnement à l'élément de commande ainsi qu'un dispositif pour appliquer, indépendamment de la manoeuvre du levier d'actionnement, d'autres grandeurs d'influence et de correction au mécanisme de transmission et comportant un moteur de manoeuvre déplaçable en fonction de ces grandeurs d'influence et de correction ainsi qu'un pignon agissant sur
le mécanisme de transmission.
Un dispositif de manoeuvre de ce genre est connu d'après la demande de brevet allemand DE-OS 36 28 456.Dans ce dispositif de manoeuvre connu, il est prévu dans le mécanisme de transmission une pièce flexible et souple comme une courroie crantée ou bien l'âme d'un câble Bowden, qui est guidée par l'intermédiaire d'une roue dont le support est agencé de façon à être déplaçable au moyen d'un moteur ou d'un électro-aimant. Ainsi, il est possible de combiner à une manoeuvre de base de l'élément de commande par le levier d'actionnement une manoeuvre de correction, indépendante de la première, en fonction d'autres grandeurs d'influence comme le patinage et l'entraînement et le moment de freinage-moteur. Dans ce dispositif de manoeuvre, il est nécessaire d'utiliser une partie flexible et réversible, qui est soumise, d'une part, à des charges particulières lors du renvoi sur la roue et qui sollicite, d'autre part, par toute sa charge de traction le support de la roue.- Dans le cas o la partie réversible arrive sur la roue et s'éloigne de celle-ci de façon non-parallèle, il n'existe aucun rapport de transmission constant entre
la translation de la roue et l'allongement ou le raccour-
cissement du mécanisme de transmission.
L'invention a pour but d'agencer un dispositif de manoeuvre du type défini ci-dessus de telle sorte que l'application des autres grandeurs d'influence et de correction s'effectue sans utilisation d'une partie flexible et réversible afin qu'il existe une plus grande liberté dans le choix des moyens pour
le mécanisme de transmission.
Ce problème est résolu avec un dispositif de manoeuvre du type défini cidessus en ce que l'on prévoit un train planétaire, incorporé au mécanisme de transmission et comportant trois éléments rotatifs constitués par une couronne extérieure, un pignon
central et un porte-satellites, qui supporte des satelli-
tes disposés entre la couronne extérieure et le pignon central, lesdits éléments étant en liaison fonctionnelle respectivement avec le levier d'actionnement, avec
le moteur de manoeuvre et avec l'élément de commande.
Dans le dispositif de manoeuvre agencé conformément à l'invention, aussi bien l'exécution de la manoeuvre de base et de la manoeuvre de correction dans le train planétaire que la transmission du mouvement de manoeuvre à l'élément de commande sont réalisées par de purs mouvements de rotation. Notamment, lors de l'utilisation avantageuse du moteur de manoeuvre, il est possible de se passer d'un moyen de transmission, déplaçable longitudinalement, entre le moteur électrique et le train planétaire et de se passer également d'une partie flexible et souple dans le mécanisme de transmission. Les rapports de transmission entre les différents éléments du train planétaire de structure compacte sont toujours indépendants des positions
desdits éléments.
Selon une autre particularité de l'invention, la couronne extérieure est en liaison fonctionnelle avec le levier d'actionnement, le pignon central avec le moteur de manoeuvre et le porte-satellites avec l'élément de commande. Ainsi, grâce à l'association établie entre les différents éléments du train planétaire et le levier d'actionnement, le moteur de manoeuvre et l'élément de commande, il est possible d'obtenir un agencement avantageux, dans l'espace, du train planétaire et de ses liaisons et en outre, le rapport de transmission entre le moteur de manoeuvre et l'élément de commande
peut être choisi avantageusement.
Selon encore une autre particularité de l'invention, les grandeurs d'influence et de correction agissant sur le moteur de manoeuvre sont le patinage des roues du véhicule, la vitesse de marche ou bien un rapport de transmission entre les mouvements du levier d'actionnement et l'élément de commande, ce
rapport variant en fonction de la position du le-
vier d'actionnement et du rapport établi dans la boite de vitesses du véhicule. Il est ainsi possible de faire intervenir différentes grandeurs d'infuence ou de correction qui peuvent être combinées - avec les manoeuvres de base produites à l'aide du ievier d'actionnement. Notamment, il est possible de modifier le rapport de transmission entre le levier d'actionnement et l'élément de commande par combinaison d'un mouvement de rotation du moteur de manoeuvre et de l'élément du train planétaire avec lequel il est relié; notamment, lors d'un mouvement de rotation du moteur de manoeuvre, qui est constant par rapport au mouvement de rotation de l'élément relié au levier d'actionnement, il est possible de produire une modification constante du rapport de transmission alors que, dans le cas d'un mouvement de rotation non constant du moteur de manoeuvre, on obtient un rapport de transmission non constant, de sorte que par exemple, en fonction des rapports établis dans la boite de vitesses, il est possible de faire intervenir entre le levier d'actionnement et l'élément de commande des rapports de transmission qui sont dégressifs, constants ou progressifs. La détermination des grandeurs de correction correspondantes peut être effectuée d'une manière connue à l'aide de familles de courbes caractéristiques. Selon encore une autre particularité de l'invention, les positions du levier d'actionnement, du moteur de manoeuvre et de l'élément de commande sont définies respectivement par un capteur de valeur réelle et la somme des valeurs de positionnement du levier d'actionnement et du moteur de manoeuvre est comparée avec la valeur de positionnement de l'élément de commande dans une unité de calcul. Il est ainsi possible de détecter toute défaillance du mécanisme de transmission car la position de l'élément de commande dépend de manière
univoque de la somme des positions du levier d'actionne-
ment et du moteur de manoeuvre. Ce fait peut être exploité de la façon suivante, qui correspond à une caractéristique de la présente invention: en cas de perturbation dans le mécanisme de transmission entre le levier d'actionnement et l'élément (couronne extérieure), relié à celui-ci, du train planétaire, cet élément est amené et maintenu par la force d'un ressort dans une position limite correspondant à la position de ralenti; la valeur de positionnement établie par le capteur de valeur réelle du levier d'actionnement est transmise au
moteur de manoeuvre et celui-ci est actionné en correspon-
dance avec cette valeur de positionnement en addition aux autres grandeurs d'influence et de correction. Ainsi, en cas de défaillance du mécanisme de transmission, par exemple à cause d'une rupture de la pièce flexible et souple, il n'est plus possible d'effectuer aussi
bien la manoeuvre de base que la manoeuvre de correction.
Selon encore une autre caractéristique du dispositif conforme à l'invention, le moteur de manoeuvre se trouvant dans une condition de désexcitation, et par conséquent l'élément relié avec lui, du train planétaire sont amenés et maintenus par la force d'un ressort dans une position intermédiaire.Ainsi, en cas de panne du système d'alimentation électrique du moteur de manoeuvre, il est possible d'effectuer une manoeuvre de base absolument non modifiée à l'aide du levier d'actionnement, mais cependant sans possibilité de
manoeuvres de correction car, dans la position intermé-
diaire indiquée pour le moteur de manoeuvre, le levier d'actionnement et l'élément de commande occupent
des positions appropriées.
Selon encore d'autres caractéristiques du dispositif conforme à l'invention: - Le déplacement du moteur de manoeuvre jusque dans la position intermédiaire est assuré par une crémaillère qui, lorsque le moteur de manoeuvre est désexcité, est déplacée par la force d'un ressort
contre une butée réglable.
- La butée réglable est constituée par
une tige de butée, qui est maintenue par un électro-
aimant dans une position limite et qui, lorsque l'électro-
aimant est désexcité en même temps que le moteur de manoeuvre, est déplacée par la force d'un ressort en direction de la crémaillère jusque dans une seconde
position limite.
- La crémaillère agit sur l'arbre du
pignon central.
Ainsi, la tige de butée, formant la butée réglable qui est rétractée lorsqu'il n'y a pas de perturbation, permet un mouvement sans entrave de la crémaillère dans les deux sens. Les ressorts entrant en action en cas de perturbations garantissent d'une manière simple les processus nécessaires de
déplacement et d'arrêt du moteur de manoeuvre.
Selon encore une autre caractéristique du dispositif conforme à l'invention, l'élément relié à l'élément de commande du train planétaire est relié sans possibilité de rotation relative a une roue
menante tandis que l'arbre de l'élément de commande -
est relié sans possibilité de rotation relative a une roue menée; un organe d'entraînement souple et sans fin, notamment une courroie crantée, relie ' la roue menante a la roue menée. On établit ainsi d'une manière sûre et simple une liaison entre l'arbre de l'élément de commande et l'élément associé du train planétaire, dans le cas o, pour des raisons de place ou autres, il n'est pas possible de relier directement entre eux ces composants. La liaison indiquée, qui est faite par l'intermédiaire de pièces tournantes, est également avantageuse pour la raison que les pièces à relier effectuent des mouvements
de rotation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence, dans la suite
de la-description, donnée à titre d'exemple non limita-
tif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 représente en vue en perspective schématique un dispositif de manoeuvre pour un élément de commande d'un moteur à combustion interne, et les Figures 2 et 3 représentent un système de sécurité pour le dispositif de manoeuvre dans différentes positions, en marche normale et en cas
de perturbation.
L'élément de commande représenté sur les dessins est un papillon 1 de carburateur, quiestmontéàl'aide d'un arbre2 dans un conduit 3 d'aspiration d'air d'un
moteur à combustion interne, non représenté en détail.
La manoeuvre de base du papillon 1 est assurée par le conducteur du véhicule par l'intermédiaire d'un levier d'actionnement 4, (pédale d'accélérateur), dont le mouvement est transmis à un câble Bowden 6 par l'int iaire d'un levier 5. Ce câble est accroché sur un levier 9 relié à
une couronne extérieure 7 d'un train planétaire 8.
Le train planétaire 8 comporte en outre un pignon central 10, qui est déplaçable par un moteur de manoeuvre 13 par l'intermédiaire de l'arbre 11 du pignon et d'un dispositif de transmission 12, ainsi qu'un ou plusieurs pignons satellites 14, qui peuvent rouler sur le pignon central 10 et sur une denture intérieure de la couronne 7. Les arbres des satellites sont montés par un porte-satellites 16 dans une roue menante 18, elle-même montée sur un arbre 17, correspondant à l'arbre 11 du pignon central, cette roue menante 18 assurant, par l'intermédiaire d'une courroie crantée 19, l'entraînement d'une roue menée 20 reliée à l'arbre 2 du papillon 1. La manoeuvre de base du papillon 1 est ainsi effectuée en marche normale d'une manière purement mécanique et, lorsque le pignon central est immobile, en relation directe avec la manoeuvre
du levier d'actionnement 4.
En dehors de cette manoeuvre de base du papillon 1 peut être effectuée une manoeuvre de correction, qui est fonction d'autres grandeurs de correction et d'influence, qui sont introduites, comme le montre la flèche 21, dans une unité de calcul 22 et qui sont traitées dans celle-ci. Le moteur de manoeuvre 13 commandé par cette unité, comme le montre la ligne 23, déplace en correspondance le pignon central 10 et par conséquent, quand la couronne extérieure 7 est immobile, les satellites 14 et en outre le papillon 1. Cette manoeuvre de correction est effectuée d'une façon totalement indépendante de la manoeuvre de base. Lorsque les deux manoeuvres sont effectuées simultanément, elles se superposent indépendamment l'une de l'autre, la manoeuvre du
papillon 1 étant produite, en tenant compte des démulti-
plications se produisant dans les voies de transmission, comme la sonme des déplacements du levier d'actionnement
4 et du moteur de manoeuvre 13.
Les grandeurs d'influence introduites dans l'unité de calcul 22 peuvent par exemple être des valeurs de patinage des roues ou bien des valeurs de réglage de vitesse du véhicule. On peut cependant également utiliser des grandeurs de correction, mémorisées dans des familles de courbes caractéristiques et qui produisent des manoeuvres de correction du moteur 13 qui sont combinées avec la manoeuvre de base de telle sorte qu'on obtienne des variations permanentes de transmission entre le levier d'actionnement 4 et le papillon 1. Il est ainsi possible d'obtenir des rapports de transmission progressifs ou dégressifs en fonction, par exemple, du rapport établi dans
la boite de vitessesdu véhicule.
Le fait que la manoeuvre de l' arbre de papillon 2 soit directement fonction de la somme des déplacements du levier d'actionnement 4 et du moteur de manoeuvre 13 est exploité pour un contrôle du dispositif de manoeuvre en déterminant les courses de manoeuvre du levier d'actionnement 4, de l'arbre 11 du pignon central et de l'arbre 2 du papillon à l'aide de trois capteurs de valeurs réelles 24, 25, 26 en transmettant ces courses à l'unité de calcul 22 par l'intermédiaire de lignes 27, 28, 29. Cette unité compare les valeurs précitées et indiquent un écart inadmissible par exemple à l'aide d'un signal. Au moyen desdites mesures, il est également possible de compenser des perturbations mécaniques déterminées, par exemple un allongement du câble Bowden 6 par un actionnement correctif additionnel du moteur de manoeuvre 13. En cas d'interruption de la liaison mécanique entre le levier d'actionnement 4 et la couronne extérieure 7 du train planétaire, un ressort de rappel 30 fixé sur le levier 9 tire celui-ci jusque contre une butée 31 correspondant à la position de ralenti et maintient dans cette position ledit levier et par conséquent la couronne extérieure 7. Le déplacement du levier d'actionnement 4, déterminé par le capteur de valeur réelle 24, est transmis par l'intermédiaire de l'unité de calcul 22 comme une grandeur corrective additionnelle au moteur de manoeuvre 13 de telle sorte que celui-ci puisse déplacer le papillon 1 en correspondance avec la manoeuvre du levier d'actionnement 4. Les autres grandeurs d'influence et de correction
peuvent en outre être ainsi prises en considération.
Le dispositif de manoeuvre opère dans ce cas de perturba-
tion d'une manière analogue à ce qu'on appelle en
langue allemande une "E-Gasanlage".
En cas de perturbation dans une partie électrique ou électronique du dispositif de manoeuvre, le moteur de manoeuvre 13 est désexcité et, comme décrit dans la suite, le pignon central 10 est amené dans une position intermédiaire et est maintenu dans celle-ci de telle sorte que les manoeuvres de base du levier d'actionnement 4 soient transmises, sans superposition d'une valeur corrective, au papillon 1. Il est ainsi également possible dans ce cas de perturbation de manoeuvrer le papillon 1 sur toute sa course, même sans correction par les autres grandeurs
d'influence et de correction.
La manoeuvre et l'immobilisation du pignon central 10 sont assurées par un ressort de traction 32 (Figure 2) soumis à une précontrainte en l'absence de perturbation et qui agit sur une crémaillère 34, en prise avec une roue dentée 33 qui est reliée sans possibilité de rotation relative a l'arbre 11 du pignon central. La crémaillère 34 peut, dans un cas exempt de perturbation, se déplacer librement des deux côtés, en étant actionnée en même temps
que la roue dentée 33 par l'arbre 11 du pignon central.
En cas de perturbation (Figure 3) et lorsque le moteur de manoeuvre 13 est désexcité, le ressort de traction 32 tire une des extrémités 35 de la crémaillère 34 jusque contre une butée réglable 36 d'une tige de butée 37. Celle-ci est maintenue, en l'absence de
perturbation, dans une position limite à l'aide d'un élec-
tro-aimant 38 agissant en opposition à la force d'un ressort de pression 39 alors que, en cas de perturbation et lorsque l'électro-aimant 38 est désexcité en même temps que le moteur de manoeuvre 13, elle est amenée par le ressort de pression 39 contre une butée fixe correspondant à une seconde position limite, auquel cas sa butée 36 se rapproche de la tige de traction 34. La position de la crémaillère 34, et par conséquent du pignon central 10, est ainsi exactement définie en cas de perturbation alors que, en l'absence de perturbation, leurs mouvements ne sont pas entravés
par la tige de butée 37 rétractée.
Claims (10)
1. Dispositif de manoeuvre pour un élément de commande, notamment pour le papillon d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comportant un mécanisme de transmission entre un levier d'actionne- ment et l'élément de commande pour la transmission - du mouvement du levier d'actionnement à l'élément de commande ainsi qu'un dispositif pour appliquer, indépendamment de la manoeuvre du levier d'actionnement, d'autres grandeurs d'influence et de correction au mécanisme de transmission et comportant un moteur de manoeuvre déplaçable en fonction de ces grandeurs d'influence et de correction ainsi qu'un pignon agissant sur le mécanisme de transmission, caractérisé en ce qu'il comprend un train planétaire (8), incorporé au mécanisme de transmission et comportant trois éléments rotatifs constitués par une couronne extérieure (7), un pignon central (10) et un porte-satellites (16), qui supporte des satellites (14) disposés entre la couronne extérieure (7) et le pignon central (10),
lesdits éléments étant en liaison fonctionnelle respecti-
vement avec le levier d'actionnement (4), avec.le moteur de manoeuvre (13) et avec l'élément de commande
(papillon 1).
2. Dispositif de manoeuvre selon la revendica-
tion 1, caractérisé en ce que la couronne extérieure
(7) est en liaison fonctionnelle avec le levier d'action-
nement (4), le pignon central (10) avec le moteur de manoeuvre et le porte-satellites (16) avec l'élément
de commande (papillon 1).
3. Dispositif de manoeuvre selon une
des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que
les grandeurs d'influence et de correction agissant sur le moteur de manoeuvre (13) sont le patinage des roues du véhicule, la vitesse de marche ou bien un rapport de transmission entre les mouvements du levier d'actionnement (4) et l'élément de commande (papillon 1), ce rapport variant en fonction de la position du levier d'actionnement (4) et du rapport établi dans la boite de vitesses du véhicule.
4. Dispositif de manoeuvre selon une
des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les
positions du levier d'actionnement (4), du moteur de manoeuvre (13) et de l'élément de commande (papillon 1) sont définies respectivement par un capteur de valeur réelle (24, 25, 26) et en ce que la somme des valeurs de positionnement du levier d'actionnement (4) et du moteur de manoeuvre (13) est comparée avec la valeur de positionnement de l'élément de commande
(papillon 1) dans une unité de calcul (22).
5. Dispositif de manoeuvre selon la revendica-
tion 4, caractérisé en ce que, en cas de perturbation dans le mécanisme de transmission entre le levier d'actionnement (4) et l'élément (couronne extérieure 7), relié à celui-ci, du train planétaire (8), cet élément (couronne extérieure 7) estanienéet maintenu par la force d'un ressort (ressort de rappel 30) dans une position limite correspondant à la position de raenti eten ce que la valeur de positionnement établie par le capteur de valeur réelle (24) du levier d'actionnement (4)
est transmise au moteur de manoeuvre (13) et celui-
ci est actionné en correspondance avec cette valeur de positionnement en addition aux autres grandeurs
d'influence et de correction.
6. Dispositif de manoeuvre selon une
des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le
moteur de manoeuvre (13) se trouvant dans une condition de désexcitation, et par conséquent l'élément (pignon central 10), relié avec lui, du train planétaire (8) sont amenés et maintenus par la force d'un ressort
(ressort de traction 32) dans une position intermédiaire.
7. Dispositif de manoeuvre selon la revendication 6, caractérisé en ce que le déplacement du moteur de manoeuvre (13) jusque dans la position intermédiaire est assuré par une crémaillère (34) qui, lorsque le moteur de manoeuvre (13) est désexcité, est déplacée par la force d'un ressort (ressort de traction (32)
contre une butée réglable (36).
8. Dispositif de manoeuvre selon la revendica-
tion 7, caractérisé en ce que la butée réglable (36) est constituée par une tige de butée (37), qui est maintenue par un électro-aimant (38) dans une position limite et qui, lorsque l'électro-aimant (38) est désexcité en même temps que le moteur de manoeuvre (13), est déplace par la force d'un ressort (ressort de pression 39) en direction de la crémaillère (34) jusque dans
une seconde position limite.
9. Dispositif de manoeuvre selon une des
revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la crémaillè-
re (34) agit sur l'arbre (11) du pignon central.
10. Dispositif de manoeuvre selon une
des revendications I à 9, caractérisé en ce que l'élément
(porte-satellites 16), relié à l'élément de commande (papillon 1), du train planétaire (8) est relié sans possibilité de rotation relative à une roue menante (18) tandis que l'arbre (2) de l'élément de commande (papillon 1) est relié sans possibilité de rotation relative à une roue menée (20) et en ce qu'un organe d'entraînement souple et sans fin, notamment une courroie crantée (19), relie la roue menante (18) à la roue
menée (20).
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