Brevet FR2306345A1 — publié le 19761029

La présente invention due à la collaboration de MM.C.LOBARD et C.IEICHLE a pour but la réalisation d'un organe de mesure de pression fournissant directement un signal électrique sous une forme nu- mérique, utilisable nour un calculateur numérique d'avance à l'allumage. Un des paramètres importants caractérisant l'état de fonctionnement du moteur d'un véhicule automobile est la pression dans le collecteur d'admission d'air au moteur, puisque ce paramètre est proportionnel à.la charge du moteur. De nombreux dispositifs sont connus qui effectuent la mesure de ce paramètre.lais ces dispositifs sont mal adaptés à l'emploi des techniquesnumérioues de calcul, puisqu'ils fournissent directement un signal analogique qu'il faut ensuite convertir, en général par l'intermédiaire d'un dispositif com plexe et coûteux.D'autre part, lorsque le dispositif sensible à la pression est simple et robuste, comme par exemple une membrane à déplacement important, les variations obtenues ne sont plus linéaires en fonction de la pression à mesurer, et nécessitent une correction qui est délicate à réaliser. Le but du dispositif objet de l'invention est de réaliser un capteur de pression destiné à mesurer la pression à l'admission d'un moteur à combustion interne fournissant un signal électrique utilisable directement par un calculateur d'avance à l'allumage du type numérique. D'autre part, la relation liant la valeur de la pression mesurée à la valeur du nombre exprimé en sortie peut être auelconque et ne dépend que de la construction du capeur, permettant alors de réaliser simplement un codage ou une linéarisation, afin de simplifier l'organe de calcul commandé. Les moyens mis en oeuvre nour réaliser le dispositif objet de l'invention comprennent comme élément sensible à la pression une capsule, où les variations de pression occasionnent le déplacement d'une membrane, une grille de codage comprenant deux types de zones facilement différentiables entre elles pour un ensemble de détection fixe mis en regard de la grille afin de réagir lors de ses déplacements qui se font en liaison directe avec ceux de la membrane. le nombre de détecteurs est fonction de la finesse du codage réalisé. Le signal électrique issu des détecteurs est utilisé directement pour commander un calculateur d'avance à l'allumage puisque ce signal comporte plusieurs informations binaires réalisant le codage numérique.1 présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'une réalisation prise pour exemple non limitatif dans laquelle - la figure 1 représente une vue d'ensemble du dispositif, et - la figure 2 représente une vue de profil faisant apparattre les couples émetteurs-récepteurs photoélectriques, - la figure 3 représente une vue en détail de la composition de l'écran utilisé dans le dispositif, - la figure 4 représente une variante de réalisation du dispositif au niveau de l'écran et des détecteurs. La figure 1 représente une vue d'ensemble du dispositif. Une capsule de mesure 1 est en communication avec le collecteur d'admission du moteur, générateur de la depression par un conduit 2 aboutissant dans une chambre 3. Cette chambre est fermée par une membrane 4; laquelle ferme aussi une chambre adjacente 5. Dans la chambre 3 règne la pression à mesurer P et dans la chambre 5 une pression de référence Po qui peut être suivant les besoins le vide ou la pression atmosphérique. L'équilibre de membrane 4 est réalisé sous l'action d'un ressort 6 et de la différence de pression entre les chambres 3 et 5 et cet équilibre correspond à un déplacement du point 7. Ace point est fixé un axe 8 qui transmet le mouvement de la membrane 4 à l'extérieur de la capsule 1. Cet axe 8 est solidaire d'un écran 9 dont la nature sera décrite plus loin. Cet écran 9 coupe le trajet des rayons lumineux d'un ensemble émetteur-récepteur photoélectrique 10 visible de façon plus claire sur la figure 2 qui est une vue de profil de cet ensemble 10. Sur cette figure on reconnatt l'écran 9 qui circule entre un ensemble d'émetteurs de lumière 11 et un ensemble récepteur de lumière 12. L'ensemble des émetteurs de lumière peut être par exemple réalisé avec des diodes photoémissives connectées en série à la borne dositive d'une batterie notée + nat. L'ensemble des récepteurs peut être constitué par des phototransistors qui peuvent fournir directement à leur sortie 13 un signal Si le rayon lumineux 14 issu del 'émetteur situé en face d'eux n'est pas interrompu par l'écran 9. Le signal 13 est alors appliqué directement à l'entrée mnnérique d'un calculateur d'avance à l'allumage 15. La figure 3 montre en détail la réalisation de l'écran 9.On voit que cet écran est formé de zones opaques 16 et de zones transparentes 17 qui, au gré du déplacement dans le sens 18 qui est perpendiculaire à l'axe des couples émetteurs-récepteurs de la figure 2, de l'écran, laissent passer ou interceptent le rayon lumineux faisant ainsi varier le signal 13. Les zones sont réparties suivant des lignes 19, correspondant chacune à un couple. Le nonhr- de couples, donc le nombre de lignes, est lié à la précision souhaitée puisque si est le nombre de lignes, l'intervalle de mesure est divisé en parties, ce qui fixe l'incrément minimal. Le fonctionnement de l'ensemble se déduit de la description présentée. Lorsque la pression P varie, la membrane se déplace entraînant l'axe et l'écran 9 qui fait alors défiler devant chaque émetteur Il des zones opaques et des zones transparentes, créant ainsi un signal à la sortie 13 des récepteurs 12. La façon dont ces zones se succèdent est laissée au choix du constructeur qui peut alors réaliser une loi quelconque, correspondant à un codage particulier ou à la linéarisation du capteur.Le signal numérique crée à la sortie 13 des récepteurs 12 est exploité directement par un calculateur numérique 15 tel que celui décrit dans la publication nO 2.183.580 enregistrée sous le numéro 72/16.823 pour "Systzme de commande du type analogique-numérique : analogique à calculateur digital à fonctions multiples pour véhicule automobile". La figure 4 représente une variante du dispositif dans laquelle écran 9 de la figure 1 est remplacé par une grille 20 constituée d'une plaque métallique 21 recouverte d'éléments magnétiques 22 qui peuvent être soit des ferrites soit des caoutchoucs chargés rendus magnétiques. Ces éléments créent des zones de magnétisme nord et des zones de magnétisme sud disposées sur la grille comme les zones opaques 16 et les zones transparentes 17 de la figure 3 et font réagir une série de détecteurs Hall 23 comme les récepteurs 12 de la figure 2. Ces détecteurs fournissent à leur sortie les signaux exploitables par le calculateur. Les détecteurs Hall utilisés peuvent autre remplacés par toute sorte d'éléments connus sensibles au champ magnétique (ampoules Reed, ...) sans changer le caractère du dispositif. Selon une autre variante du dispositif qui peut également être décrite à l'aide de la figure 4 la grille 20 est un éîectretcomprenant une succession de zones électriquement chargées et non chargées ou chargées de sens contraire, et le dispositif de détection 23 est un organe sensible au champ électrique, par exemple un ou plusieurs transistors à effet de champ ayant ou non des électrodes communes. La présence d'un champ électrique intense modifie la conductibilité des transistors et produit donc le cokage numérique. Le dispositif suivent l'invention qui rnt permet dc trans- former facilement une variation de pression en un signal numérique s'applique immédiatement au domaine automobile, par exemple à la détermination de la quantité de combustible à injecter dans le moteur ou aux modifications des lois de passage d'une botte automatique et plus généralement à tous les phénomènes qui sont liés à la charge du moteur. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de mesure et de codage d'une variation de pression à l'admission d'un moteur pour la commande d'un calculateur d'avance à l'allumage, caractérisé en ce qu'il c(.nTrt'rd des moyens sensibles à la pression (1, 4, 8) rigidement liés à une grille de codage (9, 20) se déplaçant linéairement devant un dispositif de détection (10, 23) à plusieurs canaux de le position de la grille, le dispositif de décodage alimentant un calculateur numérique (i 5). 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la grille comporte des zones ()I)aqX es (15) et des zones transparentes (17) réparties dans chaque canal (19) suivant un code particu lier et en ce qu'à chaque canal (19) est associé l'espace émetteur-récepteur d'un élément optoélectronique (ici, 12). 3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que chaque élément optoélectronique est constitué par une diode photo émissive (11) associée à un phototransistor (12) fournissant un signal (13) quand il reçoit de la lumière au travers de la grille (9). 4 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la grille (20) est constituée par une succession de zones aimantées et de zones non aimantées et en ce que le dispositif de détec tion (22) est un organe sensible au champ magnétique. 5 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la grille (20) est constituée par une succession de zones électri quement chargées et non chargées ou chargées en sens contraire, constituant un électret et en ce que le dispositif de détection (23) est un organe sensible au champ maonétique, par exemple un ou plusieurs transistorsà effet de champ.