Brevet FR2315614A1 — publié le 19770121

La présente invention concerne un dispositif destiné à l'injection séquentielle de carburant sous pression constante. I1 existe déjà des systèmes d'injection (français, américain ...) notamment avec des dispositifs capacitifs dont le principe consiste à charger très rapidement (quelques dizaines de us) puis à le décharger pour obtenir le temps d'injection, cela en fonction de tensions de référence et en fonction de différents paramètres tels que vitesse, dépression, température, etc.... Cette invention a pour objectif essentiel de faire avec précision le calcul de la quantité d'air remplissant un ou plusieurs cylindres quelque soit le régime moteur. La représentation de cette quantité d'air (taux de remplissage) par une grandeur électrique nous permet d'en déduire la quantité de carburant nécessaire au dosage linéaire de puissance maximum (rapport 1 12,5) puis d'apporter une correction en fonction de ce taux pour obtenir le dosage désiré. La caractéristique particulière de cette invention est de faire avec précision le produit : temps de remplissage par débit, malgré que celui-ci soit pulsatoire. Placé en amont du papillon, on fait appel à un débitmètre, ou autre système jouant ce rôle, délivrant une tension électrique fonction du débit d'air. La réalisation est conçue pour recevoir les informations nécessaires (température, analyse des gaz, etc...) qui modifient ce produit lorsque la nécessité se fait sentir. Un potentiomètre en parallèle sur le papillon et associé à des circuits, permet les passages d'accélération, de décélération et la puissance maximum du moteur quelque soit la pression atmosphérique. il est prévu des circuits pouvant le remplacer. De ce fait cette invention vise au rendement maximum du moteur, les performances dépendant uniquement de la précision des capteurs (améliorations continuelles), leurs erreurs n'étant jamais augmentées mais plutôt diminuées du fait du principe de l'automatisme de la correction. Toujours à cause du principe de base, il en résulte des circuits très simples qui conduisent à une mise au point facile, une réalisation économique tout en offrant une très grande précision et une fiabilité élevée. L'examen des figures annexées va permettre de connaître plus en détail le fonctionnement de ce système. La figure 1 est un tableau synoptique de l'ensemble. La figure 2 illustre la fonction qui détermine le produit : temps par débit - l'aire (A) représentant le taux de remplissage. La figure 3 montre 2 exemples de courbe de dosage, il est facile d'en obtenir d'autres en fonction des besoins du moteur et pour tenir compte de la pollution. La figure 4 est le schéma des circuits de calcul et d'excitation des injecteurs (2 par 2). La figure 5 est le schéma des circuits de correction, d'accélération, de décélération et de puissance maximum. L'allumeur comporte, soit 2 micro-rupteurs, soit 1 dispositif électronique donnant 2 tops (tl , t2 décalés de 1800) qui sont les signaux de déclenchement d'injection et dont l'intervalle définit le temps de remplissage. Examinons le schéma de la figure 4. Le premier circuit MA 1 reçoit le signal d'entrée délivré par le débitmètre (R 1 de valeur élevée) ainsi que les autres signaux d'informations et le signal résultant est transmis aux entrées de MA 2 et MA 3 - premiers circuits de 2 branches rigoureusement identiques (une seule est figurée). Nous allons considérer uniquement les éléments de cette branche pour la simplification et la clarté de l'exposé. Le circuit d'entrée MA 1 reçoit aussi une tension (+ t 0) délivrée par le monostable (Q 15 - Q 16) lorsque celui-ci change d'état sous l'impulsion transmise par le condensateur C 4 (bistable). Cette tension représente le temps d'ouverture des injecteurs. Pendant l'intervalle de temps tl - t2 , le circuit formé de MA 3 - Q 1 C 1 va faire le produit déjà cité (voir figure 2) MA 3 impose un courant au transistor Q 1 qui sera fonction du signal d'entrée (c'est la condition nécessaire) et le condensateur C 1 en série dans le collecteur de Q 1 va se charger à une tension V. A t2 , fin de la fonction, la grandeur électrique obtenue Cv représente la quantité d'air admise - aire (A) de la figure 2 = taux de remplissage. Il faut remarquer qu'à l'arrivée du top 1 sur le bistable,Q 18 est bloqué, Q 17 saturé, ce qui entraîne le blocage des transistors Q 5 , Q 3 et des transistors de l'amplificateur (Q 7 , Q 9 et Q 11) pas d'injection. Maintenant à l'arrivée du top t2 sur le bistable,Q 17 est bloqué et Q 18 saturé ; donc conduction des transistors : Q5 , Q3, Q7, Q9 , Q 11 c'est le début de l'injection. Ce changement d'état du bistable provoque le blocage du circuit MA 3 - Q1 (tension, + vbl, sur entrée 2). Fin de charge de C1 qui va maintenant alimenter en courant le transistor Q3 et aussi longtemps que ce transistor sera alimenté l'injection aura lieu car la conduction de l'ampli Q7, Q9, Q 11 sera maintenue ; en effet la diode D qui aurait pu court-circuiter rentrée de Q7 est bloquée étant donné que sa tension anode est inférieure à sa tension cathode : tension aux bornes de R 18 due au courant maintenu de Q3. Quand Cl est déchargé, le courant collecteur est nul, la diode D court-circuite l'entrée de Q7 d'où blocage de l'ampli : fin de temps d'injection. Même processus dans l'autre branche mais déphasé de 1800. S'il en état ainsi, nous aurions,comme cela a été dit, un dosage au rapport maximum, ce qui n'est pas souhaitable. Une correction intervient dès le début de la séquence pour transformer ce dosage en dosage désiré. On intervient sur la polarisation de base de Q3 pour une variation adéquate de son courant - décharge de Cl. Examinons le schéma de la figure 5. Soit le transistor Q 21 (de cette branche) dont la base est polarisée par un circuit (R 47 // R 48) Cc - R 47 étant reliée à la tension stabilisée; son collecteur est relié à la base du transistor Q3 (pont de polarisation). Aux bornes de ce circuit se trouve le transistor Q 20 qui sert d'interrupteur. Nous avons vu qu'au top t2, Q7 est saturé, ce qui a pour conséquence de saturer Q 19 (base reliée au collecteur Q7 par R 42) et de bloquer Q 20, alors que celui-ci était saturé par R 43. Le blocage de Q 20 permet au condensateur Cc de se charger, donc de donner une tension base croissante avec apparition d'un courant collecteur. L'adjonction de ce courant dans la polarisation du transistor Q3 va faire augmenter son courant de décharge de CI, d'où diminution du temps d'injection et cela en fonction de la grandeur CV. De facteurs différents donnant le même produit CV, il en résulte rigoureusement un même temps. Le potentiomètre P3 et le pont pour seuil (S) servent au réglage du courant de correction et les valeurs du RC à la forme de la courbe du dosage. Exemples figure 3. PLEINE PUISSANCE - ACCELERATION - DECELERATION. a) A partir de 75% de la course de l'accélérateur, la remontée progressive (voir figure 3) au dosage de puissance maximum est obtenue à l'aide d'un potentiomètre (P4), dont l'axe est solidaire de celui du papillon, et branché aux bornes de la tension stabilisée. Un deuxième transistor Q 23 à son impédance de sortie aux bornes du circuit RC et a base est reliée au curseur du potentiomètre. Au départ Q 23 est bloqué puis la tension sur le curseur atteint une certaine valeur qui permet de faire débiter celui-ci, ce qui ramène la tension base de Q 21 vers zéro ; il s'ensuit que la correction s'annule progressivement et c'est le dosage maximum en fin de course (on ne peut pas dépasser ce dosage). b) A l'accélération, le déplacement du curseur va transmettre à l'aide du condensateur Ca, qui les relie, une tension négative sur la gate du transistor Q 25 (t.e.c PNP) et le bloquer, lui-même bloquant Q 26 qui à travers R 63 et R 44 permet la saturation de Q 20 d'où suppression de la correction et passage pendant un temps plus ou moins court au dosage de P.M (voir figure 2). c) A la décéleration, c'est une charge négative (Cd) qui est transmise à la gate de Q 24 (t.e.c NPN) le bloquant mais saturation de Q 13 à l'aide de R 56, R 31. Cette saturation de Q 13 bloque l'ampli (Q9 - Q 11) d'où coupure de l'injection pendant un temps plus ou moins court. Dans les 2 cas, le temps d'accélération ou de décélération commence dès le début de l'ouverture ou fermeture du papillon et il est fonction de l'amplitude de la course car c est davantage la valeur de la tension transmise par le condensateur sur la gate que la valeur de la constante, RgCa par exemple, qui détermine ce temps. Le passage répété d'accélération-décélération (et vice-versa) se fait sans inconvénients (diodes). On peut adjoindre des circuits pour couper l'injection dans le cas de retenue du moteur, de freinage maximum. Circuits prvus. Remarque : On voit d'après la logique de ce système qu'un simulateur très simple permet la mise au point et un pré-réglage presque complet (finition rapide sur moteur). REVENDICATIONS 1 - Dispositif électronique de calcul de la quantité de carburant à injecter dans un moteur à combustion interne comprenant plusieurs cylindres, une soupape doseuse étant associée à chacun d'eux, caractérisé par le fait que l'on effectue le produit : temps de remplissage par débit, en fonction du signal délivré par un débitmètre (ou autre dispositif jouant ce rôle) et de l'intervalle de temps compris entre 2 tops (provenant d'un dispositif solidaire de L'allumeur ou d'un autre organe spécialisé) pour obtenir une grandeur électrique : CV, définissant le taux de remplissage de un ou plusieurs cylindres et par là-même, la quantité de carburant à injecter au dosage de puissance maximum. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moment de l'injection une correction automatique appropriée permet de transformer ce dosage linéaire en dosage désiré (exemple : dosage de rendement). La grandeur électrique CV = IT définissant le dosage linéaire de puissance maximum, la correction désirée est obtenue en faisant varier I, ce qui a pour conséquence la variation du temps de dosage T puisque la quantité CV a une valeur bien définie. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ces circuits de correction, associés à un potentiomètre P4, permettent les passages d'accélération, de décélération et la remontée progressive à la puissance maximum du moteur. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit : temps par débit - est obtenu à l'aide de un (ou plusieurs) circuit opérationnel (MA1, MA3), recevant le signal délivré par le débitmètre et les signaux des informations nécessaires, la sortie du (ou des) circuit attaquant la base d'un transistor Q1 dont le collecteur est relié à un condensateur C1 réuni lui-même à la borne +. (Intégrale de la fig. 2). Il est prévu de faire ce produit avec des transistors mais la précision est moins bonne. 5 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit condensateur C1 est aussi relié, par sa première borne, au collecteur d'un autre transistor Q3 mais de polarité inverse à Q1, ce condensateur servant de source d'alimentation à ce transistor qui, d'autre part, comporte dans sa base un pont comprenant deux résistances, une diode et un potentiomètre à partir d'une tension de référence (Zener) de façon à bien définir sa polarisation de départ. Un transistor Q5 en série dans ce pont sert de commande à cette polarisation. 6 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il apparait une tension aux bornes d'une résistance R18 dans l'émetteur du transis tor Q3 quand celui-ci est alimenté par le condensateur C1 et sa polarisation commandée par le transistor Q5, ladite tension permettant le blocage d'une diode D1 en parallèle sur l'entrée du premier transistor Q7 de l'amplificateur de courant, d'où conduction de cet amplificateur et début du temps d'injection. En dehors de ce temps, la diode devenue conductrice (pas de tension aux bornes de R18) court-circuite l'entrée du transistor Q7 d'où blocage de l'amplificateur. 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un monostable introduit le temps d'ouverturè des injecteurs dans la représentation de la grandeur électrique définissant le temps d'injection. 8 - Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un bistable, commandé par des tops de déclenchement, découpe les fonctions - calcul et injection - et les déphase par rapport à chaque branche de circuits. 9 - Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'un circuit RC polarise un (ou plusieurs) transistor Q2 dans le but de donner une courbe de variation particulière au courant collecteur du (ou des) transistor, ce courant modifiant la polarisation déjà citée (transistor Q3). Le circuit RC, aux bornes d'une tension stabilisée, peut être formé d'une résistance et d'un condensateur ou de ce même condensateur et d'un pont de résistances ; caractérisé en ce qu'un transistor en parallèle, sur le RC, le court-circuite - départ à zéro - puis le libère pour que la correction s'effectue. Un potentiomètre P3 en série avec une (ou des) résistance règle la valeur maximum de ce courant et un seuil S (pont de résistances) donne du retard à cette correction si c'est nécessaire. 10 - Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'un potentiomètre P4 dont l'axe est solidaire de celui du papillon, et branché aux bornes de la tension stabilisée, à son curseur relié à deux condensateurs reliés eux-mêmes aux gates de deux transistors à effet de champ l'un PNP, l'autre NPN - de façon à ce que, lors du déplacement du curseur, les deux condensateurs reçoivent une tension, positive ou négative, qui transmise sur les gates bloque ces transistors déterminant, à l'aide des circuits qui suivent soit un temps d'accélération par arrêt de la correction de dosage (saturation de Q20) donc maintien au dosage de puissance maximum, soit un temps de décélération par arrêt de l'injection en bloquant les amplificateurs d'excitation des injecteurs (saturation de Q13). Ces temps sont très courts et proportionnels à l'amplitude de déplacement du curseur. Une diode dans chaque gate et de sens convenable permet aux condensateurs de retrouver leur état initial si l'action de l'accélérateur est aussitôt interrompu ou pour permettre des actions simultanées et rapides d'accélération et de décélération. I1 est prévu des circuits pouvant remplacer le potentiomètre et jouer son rôle. 11 - Dispositif selon les revendications 2 et 3 caractérisé par le fait que le curseur du potentiomètre P4 est relié à un pont de résistances qui, en série avec une diode, polarise un transistor Q23 de telle façon que son impédance de sortie en parallèle sur le circuit RC (R47, R48, Cc) polarisant les transistors de correction de dosage, annule progressivement l'effet de ceux-ci dans le dernier quart de la course pour obtenir la puissance maximum du moteur.