Brevet FR2021604A1 — publié le 19700724

La présente invention se rapporte à un dispositif de réglage pour moteurs à combustion interne, notamment pour moteurs diesel, en vue de régler la quantité de carburant à injecter en fonction de la vitesse de rotation du moteur et d'autres grandeurs caractéristiques, notamment la position du levier d'accé- aérateur0 On connaît des dispositifs de réglage qui opèrent avec des régulateurs centrifuges ou bien des régulateurs pneumatiques et hydrauliques0 Ces régulateurs sont reliés directement à l'organe de réglage de la quantité de carburant à injecter et ils exercent dans la plupart des cas, aux basses vitesses du moteur, une force de manoeuvre insuffisante0 En outre, des régulateurs connus, dans lesquels est engendrée une force auxiliaire d'entraSne- ment sont par contre comateux et d'une construction compliquée. Le problème de l'invention consiste à réaliser un régulateur qui ne présente pas les inconvénients pré ci- tés. Conformément à l'invention, ce problème est résolu en ce que. le régulateur assurant la modification de la quantité d'injection est réalisé sous forme d'un amplificateur de tension continue présentant une grande amplification en marche à vide et qui comporte un réseau de couplage d'entrée et de réaction correspondant à la courbe caractéristique de réglage désirée. À l'aide du dispositif selon l'invention, on peut obtenir éncore les avantages suivants : dans un tel régulateur, on peut obtenir, par un choix correspondant du réseau de couplage de réaction, les courbes caractéristiques désirées de régulateur de commande et de régulateur de vitesse limite de ralenti. Ces régulateurs peuvent autre adaptéspr des des moyens simples à des types quelconques de moteurs et ils sont également bien appropriés pour les conditions sévères de marche d'un véhicule automobile, notamment du fait de leur sensibilité relativement faible à la température. En outre, en choisissant le réseau de couplage de réaction, on peut agir sur le comportement dans le temps de l'ensemble du circuit de réglage. Des régulateurs conformes à l'invention sont représentés à titre d'exemples non limitatifs sur les figures ci-ointes, dans lesquelles o - la figure 1 est un schéma synoptique montrant la disposition du régulateur selon l'invention dans un cir cuit de réglage associé, - la figure 2 représente schématiquement un organe de mesure de vitesse, - la figure 3 représente schématiquement un autre organe de mesure de vitesse, - la figure 4 représente schématiquement un régulateur, la figure 5 représente un régulateur et son réseau de couplage de réaction9 - la figure 6 représente un régulateur relié en série à un organe hydraulique de manoeuvre. Sur la figure 1, on a désigné un moteur à combustion interne par 10. Ce moteur 10 est sollicité par la grandeur perturbatrice 2, qui est constituée par la charge du moteur. Sous l'effet de cette grandeur perturbatrice Z, la vitesse de rotation n varie et elle est déterminée à l'aide d'un organe de mesure de vitesse 11. Cet organe de mesure de vitesse 11 fournit comme grandeur de sortie une tension Un proportionnelle à la vitesse de rotation n du moteur 100 Cette tension Un est appliquée au régulateur 12. Une tension Ui est également appliquée au régulateur 12 et elle est obtenue à l'aide dlun convertisseur électro-mécanique 13 à partir de la position du levier d'accélération 14 ou de la pédale d'accélérateur.Le régulateur 12 traite les tensions Un et Us correspondant à la valeur réelle (vitesse de rotation n) et à la valeur imposée (position du levier d'accélération 14) et il fournit à l'organe de manoeuvre 15 un signal correspondant0 Sous l'effet de ce signal, la tige de réglage, non représentée, d'une pompe d'injection 16 est manoeuvrée ce qui modifie la quantité de carburant injecté par course de la pompe, et, par conséquent, la vitesse du moteur 100 Dans certaines circonstances, il peut être-avantageux, pour des raisons de stabilité et comme indiqué par des lignes en tirets, de renvoyer la grandeur de sortie de l'organe de réglage 15, par l'- intermédiaire d'un dispositif 17 approprié ,directement à l'entrée de l'organe de réglage 15. Sur les figures 2 et 79 on a représenté les organes de mesure de vitesses qui servent à fournir au régulateur une tension continue correspondant à la vitesse de rotation n du moteur 10. Dans le cas de 1' organe de mesure de vitesse représenté sur la figure 2, un capteur inductif de vitesse 18 fournit une fréquence d'impulsions proportionnelle à la vitesse de rotation à un déclencheur de Schmitt 19, de façon à produire des flancs d'impulsions à pente raide, La séquence d'impulsions obtenue à la sortie du déclencheur de Schmitt 19 est ensuite appliquée à un multi-vibrateur mono stable 20, qui produit des impulsions unitaires de longueur et de hauteur déterminées0 A partir de cette séquence d'impulsions, on obtient dans un réseau R-C 21 branché en série avec le multivibrateur monostable 20, la valeur moyenne arithmétique sous forme d'une tension continue Un proportionnelle à la vitesse de rotation.La fréquence limite inférieure du réseau R-C 21 est déterminée par un choix approprié des résistances et des condensateurs de façon à Autre supérieure d'environ 10 Hz à la fréquence maximale de réglage. Sur la figure 3, on a représenté d'autres moyens pour obtenir la vitesse du moteur. L'organe de mesure de vitesse comporte, dans ce cas, un générateur tachymétrique à courant alternatif 22 qui fournit une tension alternative dont l'amplitude est fonction de la vitesse et qui peut être redressée à l'aide d'un redresseur, par exemple un pont de Graetz 23 avant d'être appliquée à un réseau R-C 24 qui produit à sa sortie la tension continue Un proportionnelle à la vitesse de rotation. POur obtenir un comportement symétrique lors d'une augmentation ou d'une diminution de la vitesse, ctest-à-dire lors d'une charge et d'une décharge du condensateur 25, il est important que la résistance interne du circuit à pont 23 et du générateur tachymétrique 22 soit égale à la résistance de charge.Ceci peut être obtenu, soit en choisissant un générateur tachymétrique 22 à enroulement de forte valeur ohmique, soit en donnant à la résistance de charge une faible valeur ohmique. Dans le cas d'un enroulement de forte valeur ohmique, on peut prévoir, pour compenser l'influence de la température sur la tension de sortie du générateur tachymétrique, une combinaison de résistances à coefficient de température négatif 26 qui est branchée entre le générateur tachymétrique 22 et le circuit à pont 23 de façon à compenser le coefficient positif de température de l'enroulement en cuivre. La figure 4 est un schéma du circuit de régulateur. On a désigné par 27 un amplificateur de tension continue présentant un grand coefficient d'amplification en marche à vide et dont la première entrée 28 reçoit la tension Un proportionnelle à la vitesse n, tandis que la seconde entrée reçoit la tension Ug cor respondant à la position du levier d'accélération 14. Le convertSv seur électro-mécanique 13 est constitué par une résistance 30 soumise à une tension auxiliaire et dont la prise 31 se déplace en fonction de la position correspondante du levier daccélération 14, ce qui provoque l'application de la tension obtenue à la prise, par l'intermédiaire d'une résistance 32, à la seconde entrée 29 de l'am- plåficateurO La tension Un fonction de la vitesse du moteur est ap pliquée par l'intermédiaire d'une résistance 33 à la première résistance 289 auquel cas la résistance 33 peut être aussi complexe que la résistance R symbolisant le réseau de renvoi de valeur. Du fait que leorgane de manoeuvre peut provoquer fréquemment un retard dans le déroulement des phases de régulation, ce qui introduit une instabilité dans le circuit de régulation, il est avantageux d'associer à la partie proportionnelle du régulateur9 une partie différentielle et/ou une partie intégrale en agençant en correspondance le réseau de couplage d'entrée et de couplage de réaction. Sur la figure 59 on a donné des détails du circuit de l'amplificateur de tension continue 27. Par l'intermédiaire d'un réseau R-C, qui peut être incorporé à l'organe de mesure de vitesse de moteur il la tension Un fonction de la vitesse du moteur est appliquée9 par l'intermédiaire d'une résistance,8 la première entrée de l'amplificateur de tension continue 27.Le réseau de renvoi de valeur R de l'anplificateur de tension continue 27 est constitué par un groupe de deux résistances variables 34, 35 et d'un condensateur 36, ainsi que par un condensateur 37 et une résistance réglable 38 branchés en parallèle à ce groupez La partie différen- tielle du régulateur 12, nécessaire pour la stabilité du circuit de régulation, correspond aux résistances 34 et 35 associées au condensateur 36o Le condensateur 37 est nécessaire pour la stabiliSation de l'amplificateur et on peut obtenir la pente désirée pour les cour bes de réglage du régulateur à laide de la résistance 38. Sur la figure 69 on a représenté un schéma synoptique du régulateur 12 et de organe de réglage 15 branché en série avec et en aval de ce régulateur; du fait de son comportement à trois points, cet ensemble est branché en série avec et en aval d'un discriminateur 39o En fonction du signal de sortie du régulateur 12, l'une des deux soupapes de commande 40 ou 41 est actionnée par l'intermédiaire du discriminateur 39 ou bien ces deux soupapes de commande se trouvent dans la condition de repos.Si la soupape de commande est actionnéeS le fluide sous pression de l'organe de réglage s'écoule dans la chambre de pression 42 et déplace le piston 43 et la tige de réglage 45 d'une pompe d'injection désignée par 16 sur la fig. 1 en opposition à la force d'un ressort 44 et vers la droite9 ce qui augmente9 par exemple9 1Palimentation.en carburant. Par contre9 si la soupape de commande 41 est ouverte, le ressort 44 pousse le piston 43 et la tige de réglage vers la gauche, car le fluide sous pression sortant de la chambre 42 peut s'échapper. En conséquences l'alimentation en carburant est réduite. Lorsque les deux soupapes 40 et 41 sont fermées9 l'organe de réglage se trouve dans la position de repose A la place dgun organe de réglage fonctionnant hydrauliquement9 on pourrait également prévoir un moteur électrique qui déplacerait de façon correspondante vers la droite ou vers la gauche la tige de réglage 44 de la pompe d'injection. De tels organes de réglage nbcessitent, par suite de leur comportement intégral, un renvoi de leur grandeur de sortie à leur entrée. Dans ce but9 la tige de réglage 45 est reliée à la prise 46 d'une résistance réglable 47 qui est reliée à une source de tension auxiliaire. La valeur prise à la résistance 47 ou bien la tension qui lui est appliquée correspondent ainsi à la position de la tige de réglage9 cette valeur étant renvoyée à l'entrée du discriminateur à trois points. Bien entendu9 l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ciHdessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation9 sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 10= Dispositif de réglage pour moteurs à combustion interne, notamment pour moteurs diesels en vue de régler la quantité de carburant à injecter en fonction de la vitesse de rotation du moteur9 et autres grandeurs caractéristiques, notamment la position du levier d1accélérateur,dispositif caractérisé en ce que le régulateur assurant la modification de la quantité de carburant injecté est réalisé sous forme d'un amplificateur de tension continue présentant un coefficient élevé d'amplification en marche à vide et qui comporte un réseau de couplage d'entrée et de couplage de réaction correspondant à la courbe caractéristique de régulation désirée. 2.- Dispositif de réglage selon la revendication i 9 caractérisé en ce que le réseau de couplage de réaction de l'amplificateur de tension continue se compose d'éléments électriques passifs. 3.- Dispositif de réglage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu entre la sortie de l'amplificateur de tension continue et la première entrée9 une résistance réglable qui est branchée en parallèle à un condensateur avec lequel est branchée en parallèle la combinaison-série de deux résistances9 le point de jonction des résistances étant relié à un condensateur connecté d'un c8té à la masse. 40- Dispositif de réglage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première entrée du régulateur est reliée à un organe de mesure de vitesse qui fournit une tension Un correspondant à la vitesse de rotation n du motsur, et en ce queune seconde entrée du régulateur est reliée à un capteur de position qui fournit une tension U correspondant à la position du levier d'accélération, 5.- Dispositif de réglage selon l'une des revendications 1 à 49 caractérisé en ce que l'organe de mesure de vitesse branché en série avec le régulateur comporte un capteur inductif de vitesse qui fournit une tension alternative dont la fréquence est fonction de la vitesse n du moteur et en ce que cette .D tension alternative est appliquée à un étage de conformation d'impulsions5 par exemple un déclencheur de Schmitt branché en série avec un multivibrateur monostable, qui produit une séquence d'impulsions rectangulaires fonction de la vitesse du moteur. 6.- Dispositif de réglage selon la revendication 59 caractérisé en ce que la séquence d'impulsions rectangulaires fonction de la vitesse du moteur se- produisant à la sortie du multivibrateur mono stable est appliquée à un réseau R-C qui transforme la séquence d'impulsions en une tension continue fonction de la vitesse de rotation du moteur et qui est appliquée9 de préférence par l'intermédiaire d'une résistance à la première entrée du régulateur0 7o= Dispositif de réglage selon la revendication 69 caractérisé en ce que la fréquence limite inférieure du réseau R-C est plus élevée que la fréquence maximale de réglage. 8. Dispositif de réglage selon lune des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de mesure de vitesse branché en série avec le régulateur comporte un générateur tachymétrique à courant alternatif qui fournit une tension alternative d'amplitude proportionnelle à la vitesse, cette tension étant redressée par un circuit redresseur et étant appliquée par l'intermédiaire dgun réseau R C branché à la suite de la première entrée du régulateur. 9.- Dispositif de réglage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la résistance interne de remplacement du circuit redresseur et du générateur tachymétrique à courant alternatif est égale à la résistance de charge reliée au circuit redresseur. 10oxo Dispositif de réglage selon la revendication 9, caractérisé en ce que le générateur tachymétrique à courant alternatif comporte un enroulement de forte valeur ohmique, auquel cas, pour compenser l'influence de la température sur la tension de la résistance d'enroulement9 une combinaison de résistances à coefficient négatif de température est reliée au dit enroulement. il. Dispositif de réglage, selon l'une des revendications précédentes9 caractérisé en ce que la sortie du régulateur est reliée à un organe de réglage, présentant un comportement intégral, qui est muni d'un système de renvoi de position à l'entrée de l'organe de réglage. 12.- Dispositif de réglage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de réglage agit sur la tige de réglage d'une pompe d'injection qui dose la quantité ds carburant à injecter. 13eo Dispositif de réglage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'amplificateur de tension continue est relié en série à un discriminateur à trois points qui actionne deux soupapes de commande contrElant 1' arrivée et la sortie de fluide sous pression par rapport à une chambre de pression d'un organe hydraulique de manoeuvre qui comporte un piston mobile relié à la tige de réglage de la pompe d'injection. 14eo Dispositif de réglage selon la revendication 13, caractérisé en ce que la tige de réglage est reliée à la prise d'une résistance, la valeur de résistance obtenue à la prise9 ou bien la tension appliquée à cette résistance, servant au renvoi de la position de la tige de réglage à l'entrée de l'organe de réglage. 15.- Dispositif de réglage selon la revendication 12, caractérisé en ce que organe de réglage comporte un moteur électrique qui déplace la tige de réglage vers la droite ou vers la gauche. 160o Dispositif de réglage selon l'une des revendications il et 15s caractérisé en ce que, pour réduire les temps de retard se produisant dans le circuit de réglage, notamment celui de l'organe de réglage, le régulateur est muni d'une partie différentielle et/ou d'une partie intégrale, cette partie pouvant entre obtenue en choisissant le réseau de couplage de réaction de fa çon correspondante.