FR2648185A1 - ELECTRICALLY CONTROLLED HANDLING DEVICE FOR THE THROTTLE GAS BUTTERFLY - Google Patents
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Abstract
On connaît des dispositifs de manoeuvre du papillon des gaz de moteurs thermiques dans lesquels le papillon est commandé par un moteur électrique. Pour permettre à de tels dispositifs, même en cas de blocage du moteur électrique, de réaliser des fonctions de départ et de marche de secours l'invention prévoit que le moteur électrique 10 agisse sur le papillon 2 par l'intermédiaire d'un levier à engrenage 8 relié, élastiquement dans les deux sens de rotation, à un levier de papillon 5, et qu'un équipement mécanique du dispositif agisse de telle manière sur un levier intermédiaire 21 relié au levier de papillon 5 que celui-ci et le papillon 2 puissent être sollicités par un ressort de fermeture 23. Installé dans un véhicule automobile, ce dispositif permet ainsi de maîtriser des situations de panne et de conduire le véhicule à un atelier.Devices are known for operating the throttle valve of heat engines in which the throttle is controlled by an electric motor. To allow such devices, even in the event of blockage of the electric motor, to perform starting and emergency functions, the invention provides for the electric motor 10 to act on the throttle 2 by means of a lever. gear 8 connected, elastically in both directions of rotation, to a throttle lever 5, and that a mechanical equipment of the device acts in such a way on an intermediate lever 21 connected to the throttle lever 5 that the latter and the throttle 2 can be requested by a closing spring 23. Installed in a motor vehicle, this device thus makes it possible to control breakdown situations and to drive the vehicle to a workshop.
Description
Dispositif de manoeuvre a commande électrique pour le.pa-Electrically operated operating device for the.pa-
pillon des gaz de moteurs thermiques La présente invention concerne un dispositif de manoeuvre à con=mande électrique pour le papillon des gaz de m;oteurs ther;r.iques, constitue d'un moteur électrique qui commande la position ouverte du papillon des gaz soumis à l'action d'un ressort de fermeture, d'un équipement mécani- que relie & une pedale d'accelérateur et au moyen duquel la position d'ouverture maximale du papillon des gaz peut être The present invention relates to an electrically controlled operating device for the throttle valve of thermal engines; consists of an electric motor which controls the open position of the throttle valve subjected to the action of a closing spring, of mechanical equipment connected to an accelerator pedal and by means of which the maximum opening position of the throttle valve can be
fixee quantitativement a l'avance, ainsi que d'un équipe- set quantitatively in advance, as well as a team-
:.ent de commande et/ou régulateur destine à traiter des signaux de potentiométres a valeur nominale et à valeur effective pour délivrer les signaux de commande électriques : .ent of control and / or regulator intended to treat signals of potentiometers with nominal value and effective value to deliver the electric control signals
au moteur électrique.to the electric motor.
Il est connu de séparer le papillon des gaz d'un moteur thermique de la pédale d'accélérateur, de prévoir un It is known to separate the throttle valve of a heat engine from the accelerator pedal, to provide a
équipement pour détecter la position de la pédale d'accélé- equipment for detecting the position of the accelerator pedal
rateur et de permettre au papillon des gaz d'être réglé par un moteur électrique en fonction du signal de soctie de and allow the throttle valve to be adjusted by an electric motor according to the signal
l'équipement détecteur et d'autres signaux. detector equipment and other signals.
Grâce a la Demande de brevet allemand mise à l'in- Thanks to the German patent application
spection publique n" 3720897 il est connu un dispositif public show no. 3720897 a device is known
pour lequel il s'agit de compenser des défauts de fonction- for which it is a question of compensating for functional faults-
nement du moteur électrique par un équipement de manoeuvre mécanique additionnel qui est relié directement à la pédale electric motor by additional mechanical operating equipment which is directly connected to the pedal
d'accélérateur. Ce dispositif ne permet cependant une com- accelerator. However, this device does not allow
pensation, ou un actionnement, par l'intermédiaire de l'é- thinking, or actuation, through the e-
quipement mécanique que dans le cas ou le couple de com- mechanical equipment only in the case where the torque
mande du moteur électrique fait défaut. Au cas o le moteur electric motor command is missing. In case the engine
électrique serait bloqué, par exemple en position de ralen- electric would be blocked, for example in the idle position
ti du papillon des gaz, un démarrage ou fonctionnement de secours du moteur thermique seraient exclus. De surcroit, ti throttle valve, starting or emergency operation of the engine would be excluded. In addition,
le papillon des gaz est directement sollicité par un res- the throttle valve is directly requested by a res-
sort agissant dans le sens d'ouverture, c'est-a-dire qu'en cas de rupture de l'une des butées mécaniques le papillon des gaz s'ouvrirait totalement, ce qui pourrait entrainer fate acting in the opening direction, that is to say that in the event of a break in one of the mechanical stops the throttle valve would open completely, which could lead to
des conditions de fonctionnement dangereuses. unsafe operating conditions.
Dans cet etat de la tecnni1ue la présente inven- In this state of the art the present invention
tion a pour but, en partant d'un dispositif de manoeuvre du genre défini plus haut, de permettre d'obtenir, même dans tion aims, starting from an operating device of the kind defined above, to obtain, even in
le cas d'un moteur électrique bloqué, un régime de démarra- in the case of a blocked electric motor, a starting regime
ge et de marche d'urgence dans lequel le papillon des gaz age and emergency walking in which the throttle valve
n'est sollicité essentiellement que par l'action d'un res- is mainly solicited only by the action of a
sort de fermeture.closing spell.
Ce but est atteint, en ce qui concerne un disposi- This object is achieved, with regard to a provision
tif de manoeuvre à commande électrique pour le papillon des gaz de moteurs thermiques, constitué d'un moteur électrique qui commande la position ouverte du papillon des gaz soumis tif maneuvering electrically controlled for the throttle valve of thermal engines, consisting of an electric motor which controls the open position of the throttle valve subjected
à l'action d'un ressort de fermeture, d'un équipement meca- the action of a closing spring, mechanical equipment
nique relié à une pédale d'accélérateur et au moyen duquel la position d'ouverture maximale du papillon des gaz peut être fixée quantitativement à l'avance, ainsi que d'un équipement de commande et/ou. régulateur destiné à traiter des signaux de potentiomètres à valeur nominale et à valeur effective pour délivrer les signaux de commande électrique au moteur électrique, selon l'invention par le fait que le connected to an accelerator pedal and by means of which the maximum opening position of the throttle valve can be fixed quantitatively in advance, as well as control equipment and / or. regulator intended to process potentiometer signals with nominal value and with effective value to deliver the electrical control signals to the electric motor, according to the invention by the fact that the
moteur électrique agit sur le papillon des gaz par l'inter- electric motor acts on the throttle valve via
mediaire d'un levier à engrenage relié, de manière élasti- medial of a gear lever connected in an elastic manner
que dans les deux sens de rotation, à un levier de papil- that in both directions of rotation, to a butterfly lever
lon, et que l'équipement mécanique agit de telle manière sur un levier intermédiaire relié au levier de papillon que celui-ci et, par conséquent, le papillon des gaz, puissent être sollicités par un ressort de fermeture. Avantageusement, ledit équipement mécanique agit en outre de telle manière sur le levier intermédiaire que le levier de papillon et, par conséquent, le papillon des lon, and that the mechanical equipment acts in such a way on an intermediate lever connected to the throttle lever that the latter and, consequently, the throttle valve, can be biased by a closing spring. Advantageously, said mechanical equipment also acts in such a way on the intermediate lever that the throttle lever and, consequently, the throttle of the
gaz puissent être soumis à la force de la pédale d'accélé- gas may be subjected to the force of the accelerator pedal
rateur exercée dans le sens d'ouverture. rator exerted in the opening direction.
Une caractéristique avantageuse de l'invention consiste en ce que l'équipement mecanique présente, par An advantageous characteristic of the invention consists in that the mechanical equipment has, for example
rapmort à une saillie formant butée du levier intermédiai- compared to a projection forming a stop for the intermediate lever
re, avec une languette formant butée d'un levier de manoeu- re, with a tab forming an abutment of an operating lever
vre un premier intervalle de basculement libre preetabli à vre a first free switching interval preset at
francni. avant que la sollicitation par le ressort de fer- francni. before the solicitation by the iron spring
meture ne débute.procedure does not begin.
Une autre caractéristique avantageuse de l'inven- Another advantageous characteristic of the invention
tion consiste en ce que l'équipement mécanique présente, par rapport a une seconde saillie formant butée du levier intermédiaire, avec la languette formant butée du levier. de tion consists in that the mechanical equipment has, with respect to a second projection forming a stop for the intermediate lever, with the tongue forming a stop for the lever. of
manoeuvre un second intervalle de basculement libre prééta- maneuver a second pre-set free tilting interval
bli à franchir avant que la sollicitation par la pédale bli to be crossed before the stress by the pedal
d'accélérateur ne commence.accelerator does not start.
Dans ces deux cas le levier de manoeuvre est avan- In these two cases the operating lever is advanced
tageusement régle, par une butée reliée de manière fixe au carter, dans sa position à l'état déchargé de la force de la pédale d'accelérateur. Seion d'autres caractéristique s de l'invention cette butée reliée de manière fixe au carter est d'une part amenée, par un signal de détresse, à sortir de la voie de mouvement du levier de manoeuvre et peut d'autre part être retenue par un organe de commande dans taggingly regulates, by a stopper fixedly connected to the casing, in its position in the unloaded state of the force of the accelerator pedal. According to other characteristics of the invention, this stopper fixedly connected to the casing is on the one hand caused by a distress signal to leave the path of movement of the operating lever and can on the other hand be retained by a control unit in
une position o existe ledit premier intervalle de bascule- a position where said first tilt interval exists-
ment libre.mentally free.
Avantageusement, ledit organe de commande peut maintenir la butée, reliée de manière fixe au carter, dans au moins deux positions et peut être actionné par voie Advantageously, said control member can maintain the stop, fixedly connected to the casing, in at least two positions and can be actuated by way
pneumatique, hydraulique ou électrique. pneumatic, hydraulic or electric.
Les avantages obtenus grâce à l'invention apparai- The advantages obtained thanks to the invention appear
tront à la lecture d'un exemple de réalisation illustré au will read a sample embodiment illustrated in
dessin annexé.attached drawing.
La figure unique montre schématiquement un exemple de réalisation constitue par un canal d'aspiration d'air 1 d'un moteur tnermique dans lequel un papillon des gaz 2 est The single figure schematically shows an exemplary embodiment constituted by an air suction channel 1 of a thermal motor in which a throttle valve 2 is
fixe sur un arbre porte-papillon rotatif 3. A ses extrémi- fixed on a rotary throttle shaft 3. At its ends
tes situees a l'extérieur du canal d'aspiration d'air 1 are located outside the air intake channel 1
l'arbre porte-papillon 3 présente respectivement un poten- the butterfly shaft 3 respectively has a poten-
tiometre a valeur effective 4 et un levier de papillon 5, actual value tiometer 4 and butterfly lever 5,
ce dernier étant soumis a l'action d'un ressort de ferme- the latter being subjected to the action of a spring
zure 6 et la position d'ouverture minimale du papillon des gaz 2 étant réglée par une vis de réglage 7 qui pénètre zure 6 and the minimum opening position of the throttle valve 2 being adjusted by an adjusting screw 7 which penetrates
0 dans la voie de mouvement du levier de papillon 5. 0 in the throttle lever movement path 5.
Sur l'arbre porte-papillon 3 est monté tournant un levier & engrenage 8 qui peut être tourné a gaucne et à droite par un pignon 9 d'un moteur electrique 10. En cas de rotation à droite le levier à engrenage 8, en basculant, bute avec une tige 11 formant butée contre une première branche 12 d'un ressort 13 dont la seconde branche 14 prend alors appui sur une tige 15 formant butée du levier de papillon 5 et soumet le papillon des gaz à un effort exercé dans le sens de sa fermeture. En cas de rotation à gauche On the throttle shaft 3 is mounted rotating a lever & gear 8 which can be turned to the left and to the right by a pinion 9 of an electric motor 10. In the case of rotation to the right the gear lever 8, by tilting , abuts with a rod 11 forming a stop against a first branch 12 of a spring 13 whose second branch 14 then bears on a rod 15 forming a stop of the throttle lever 5 and subjects the throttle valve to a force exerted in the direction of its closure. When turning left
le levier à engrenage 9 et donc également la tige 11 for- the gear lever 9 and therefore also the rod 11 for-
mant butée sont amenés, en basculant, contre la seconde branche 14 du ressort 13, si bien que la première branche 12 sollicite la tige 15 formant butée du levier de papillon et que le papillon des gaz 2 s'ouvre, dans la mesure o ceci n'est pas empêché par un levier de manoeuvre 16 avec une languette 17 formant butée, laquelle pénètre dans la voie de mouvement de deux saillies 18, 19 formant butées d'un levier intermédiaire 21, relié par l'intermédiaire d'une barre de liaison 20 au levier de papillon 5 et, en mant stop are brought, by tilting, against the second branch 14 of the spring 13, so that the first branch 12 biases the rod 15 forming the throttle lever stop and the throttle valve 2 opens, insofar as this is not prevented by an operating lever 16 with a tongue 17 forming an abutment, which enters the path of movement of two projections 18, 19 forming abutments of an intermediate lever 21, connected by means of a bar connection 20 to the throttle lever 5 and, in
butant contre la saillie 18 formant butée, met fin au mou- abutting against the projection 18 forming an abutment, puts an end to the
vement d'ouverture imposé au levier de papillon 5 et donc au papillon des gaz 2 par le moteur électrique. Puis un opening operation imposed on the throttle lever 5 and therefore on the throttle valve 2 by the electric motor. Then a
nouveau mouvement de rotation a gauche du levier à engre- new rotation movement to the left of the gear lever
nage 8 peut s'effectuer a l'encontre du ressort 13 tendu swim 8 can be done against the tensioned spring 13
entre le levier a engrenage 8 et le levier de papillon 5. between the gear lever 8 and the throttle lever 5.
Le levier de manoeuvre 16 est monté tournant et peut, par l'intermediaire d'un câble d'accélération 22, etre basculé, à l'encontre de la force d'un ressort de rappel 23, au gré de l'utilisateur du moteur, la position déchargée de ce levier pouvant être déterminée par une butée 24 reliée de manière fixe au carter et qui, en réponse à un signal de détresse, peut sortir de la voie de The operating lever 16 is rotatably mounted and can, by means of an accelerator cable 22, be tilted, against the force of a return spring 23, at the option of the motor user , the unloaded position of this lever being able to be determined by a stop 24 fixedly connected to the casing and which, in response to a distress signal, can get out of the way of
mouvement du levier de manoeuvre 16. movement of the operating lever 16.
Le basculement du levier de manoeuvre 16 est The tilting of the operating lever 16 is
transmis par un arbre 25, relié à ce dernier, à un poten- transmitted by a shaft 25, connected to the latter, to a poten-
tiometre à valeur nominale 26.nominal value tiometer 26.
La butée 24 peut être déplacée, à l'encontre de la The stop 24 can be moved, against the
force du ressort de fermeture 23, dans le sens de l'ouver- force of closing spring 23, in the opening direction
ture du papillon des gaz 2 par un organe de commande, ou of the throttle valve 2 by a control member, or
vérin, pneumatique (représenté en traits mixtes) à condi- cylinder, pneumatic (shown in phantom) with condi-
tion que la pression appliquée soit suffisante. En cas de tion that the pressure applied is sufficient. In case of
3C rotation du levier de manoeuvre 16 dans le sens de l'ouver- 3C rotation of the operating lever 16 in the opening direction
ture du papillon des gaz 2 la languette 17 formant butée se déplace sur la voie de mouvement entre les saillies 18, 19 formant butées du levier intermédiaire 21 jusqu'à buter size of the throttle valve 2 the tongue 17 forming a stop moves on the movement path between the projections 18, 19 forming stops of the intermediate lever 21 until it stops
contre la saillie formant butée 19, de sorte que cette der- against the projection forming a stop 19, so that the latter
nière, au bout d'un intervalle de basculement libre prééta- after a free pre-set tipping interval
bli 27, bascule dans le sens d'ouverture du papillon des bli 27, switches in the direction of opening of the throttle valve
gaz. Au cas o le levier à engrenage 8 se trouverait éven- gas. In case the gear lever 8 is found
tuellement dans une position correspondant à la position de in a position corresponding to the position of
ralenti le ressort 13 se tendrait.idle the spring 13 would tension.
Le mode de fonctionnement du dispositif selon The operating mode of the device according to
l'invention est décrit ci-dessous. Lors du démarrage du mo- the invention is described below. When starting the mo-
teur thermique le moteur électrique 10 reçoit des signaux thermal engine the electric motor 10 receives signals
de commande d'un appareil de commande électrique non repré- for controlling an electrical control device not shown
senté, de telle sorte que le moteur électrique 10 commu- felt, so that the electric motor 10 commu-
nique par l'intermédiaire du pignon 9 au levier à engrenage 8 un mouvement de rotation que le levier de papillon 5, prenant appui avec la tige 15 formant butée, sous l'action du ressort 13, contre le levier à engrenage 8 ou la tige 11 nique through the pinion 9 to the gear lever 8 a rotational movement that the throttle lever 5, bearing with the rod 15 forming a stop, under the action of the spring 13, against the gear lever 8 or the rod 11
formant butee de ce dernier, suit jusqu'à ce que le papil- forming a stop for the latter, follows until the papil-
lon occupe une position appropriée au démarrage et qui est we occupy an appropriate position at start-up and which is
indiquée par le potentiomètre à valeur effective 4. indicated by the actual value potentiometer 4.
Le reglage du papillon des gaz 2 pour le démarrage n'est pas gêné par la languette 17 formant butée du levier d'actionnement 16 car un intervalle de basculement libre The adjustment of the throttle valve 2 for starting is not hampered by the tongue 17 forming a stop for the actuation lever 16 because a free tilting interval
suffisamment important 28 est prévu sur le plan de la con- sufficiently large 28 is planned in terms of con-
struction ou établi par l'organe de commande pneumatique ou struction or established by the pneumatic control member or
la butée 24. En cas de marche indépehdante du moteur ther- the stop 24. In the event of independent operation of the heat engine
mique un réglage de l'alimentation est effectué automati- a power adjustment is made automatically.
quement par le moteur électrique suivant un programme pré- only by the electric motor following a pre-
établi.established.
Lorsque l'opérateur du moteur effectue, par l!in- When the engine operator performs, by the!
termédiaire d'une pédale d'accélérateur et du cable d'accé- with an accelerator pedal and the access cable
lération 22 un déplacement du levier d'actionnement 16 de façon à charger le moteur la languette 17 formant butée se déplace en tournant à droite et augmente l'intervalle de leration 22 a movement of the actuating lever 16 so as to load the motor the tongue 17 forming a stop moves by turning to the right and increases the interval of
basculement libre existant 28 du levier intermédiaire 21. existing free tilting 28 of the intermediate lever 21.
Ainsi le moteur électrique 10 peut, en réagissant a des signaux de commande de l'appareil de commande, régler le papillon des gaz 2 en conséquence, les signaux de commande étant délivrés en fonction des signaux du potentiomètre à valeur nominale produits lors du déplacement du levier de manoeuvre 16, et des signaux du potentiomètre à valeur effective en voie de se produire. Les signaux de commande délivrés au moteur électrique 10 provoquent un déplacement, déterminé dans le temps et dans son importance, du levier de papillon 5 par rapport au déplacement de la pédale Thus the electric motor 10 can, by reacting to control signals from the control apparatus, adjust the throttle valve 2 accordingly, the control signals being delivered as a function of the signals from the potentiometer at nominal value produced during movement of the operating lever 16, and actual value potentiometer signals being generated. The control signals delivered to the electric motor 10 cause a displacement, determined in time and in importance, of the throttle lever 5 relative to the displacement of the pedal
d'accélérateur par l'opérateur du moteur. throttle by the engine operator.
Même en cas de défaut de fonctionnement du moteur électrique 10 la position d'ouverture du papillon des gaz ne risque pas d'être supérieure à la valeur préétablie par le levier de manoeuvre 16 car le moteur électrique 10 ne peut déplacer le papillon 2 dans le sens de l'ouverture que jusqu'a ce que la saillie 18 formant butée bute contre la Even in the event of a malfunction of the electric motor 10, the opening position of the throttle valve is not likely to be greater than the value preset by the operating lever 16 because the electric motor 10 cannot move the butterfly valve 2 in the opening direction only until the projection 18 forming a stop abuts against the
languette 17 formant butee.tongue 17 forming a stop.
Lors d'une décharge brusque de la pédale d'accélé- During a sudden release of the accelerator pedal
rateur un amortissement du mouvement de fermeture peut être erator damping of the closing movement can be
opére par le moteur électrique. L'organe de commande pneu- operated by the electric motor. The tire control unit
matique peut maintenir le levier de manoeuvre 16 dans plu- matic can hold the operating lever 16 in more
sieurs positions de sorte que le moteur électrique 10 peut régler le papillon des gaz 2 pour d'autres fonctions, comme several positions so that the electric motor 10 can adjust the throttle valve 2 for other functions, such as
par exemple la fonction d'un régulateur du type dit Tempo- for example the function of a regulator of the so-called Tempo- type
mat, sans que des effets de ces fonctions soient percep- mat, without the effects of these functions being perceived
tibles au niveau de la pédale d'accélérateur. at the accelerator pedal.
En cas de défauts de fonctionnement d'éléments constitutifs électriques et/ou électroniques, susceptibles de provoquer un réglage incorrect du papillon des gaz 2 ou un blocage du moteur electrique 10, le papillon 2 est fermé mécaniquement en déchargeant la pédale d'accélérateur par la force d'un ressort. Le papillon 2 peut, même lorsque le levier à engrenage 8 se trouve dans la position de ralenti et est bloqué par le moteur électrique 10, être ouvert par In the event of malfunctions of electrical and / or electronic components, likely to cause an incorrect adjustment of the throttle valve 2 or a blockage of the electric motor 10, the throttle valve 2 is closed mechanically by releasing the accelerator pedal by spring force. The throttle valve 2 can, even when the gear lever 8 is in the idle position and is blocked by the electric motor 10, be opened by
la pédale d'accélérateur jusqu'à un degré d'ouverture dé- the accelerator pedal to a degree of opening
terminé, de sorte que des situations de détresse, qui peu- finished, so that distress situations, which can
vent se produire en cas d'utilisation du moteur dans un wind occurs when the engine is used in a
véhicule automobile, pourront être maîtrisées et le véhicu- motor vehicle, can be controlled and the vehicle
le pourra être conduit à un atelier. En présence d'un si- it can be taken to a workshop. If there is
gnal de secours la butée 24 peut être retirée de la voie de mouvement du levier de manoeuvre 16. Cette opération peut réduire l'intervalle de basculement libre 28 qui est prévu pour le régime de ralenti en cas de départ, etc. Le ressort de fermeture 6 et le ressort de rappel general emergency the stop 24 can be removed from the movement path of the operating lever 16. This operation can reduce the free tilting interval 28 which is provided for the idle speed in the event of departure, etc. Closing spring 6 and return spring
23 peuvent être réalisés de façon redondante pour satis- 23 can be made redundantly for satis-
faire aux règlements de sécurité. La force de chacun de ces ressorts 6, 23 est supérieure a celle du ressort 13 quant à do with safety regulations. The force of each of these springs 6, 23 is greater than that of the spring 13 as regards
sa fonction de fermeture. L'organe de commande peut égale- its closing function. The controller can also
ment être actionné par voie hydraulique ou électrique. be hydraulically or electrically actuated.
Claims (8)
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