Brevet FR2369117A1 — publié le 19780526

La présente invention se rapporte aux véhicules automobiles propulsés par un moteur a combustion interne et équipés d'un changement de vitesse à plusieurs rapports. Normalement, dans ces véhicules automobiles, le conducteur effectue les changements de rapport au son de sorte qu'il se produit fréquemment, en particulier lorsque le véhicule circule en zone urbaine, que le rapport utilisé ne soit pas celui qui permettrait de réaliser la consommation de carburant minimale pour la puissance requise. L'invention a donc pour objet un dispositif de ce genre, de construction simple et coflt limité, permettant d'éviter cet inconvénient. Suivant l'invention, ce dispositif de signalisation est caractérisé en ce qu'il comprend a) un premier capteur destiné à émettre un premier signal élec trique indicatif de la dépression au collecteur d'admission du moteur, b) un deuxième capteur destiné à émettre un deuxième signal élec trique indicatif de la vitesse de rotation du moteur, c) une première mémoire destinée à mettre en mémoire un seuil de dépression, d) une deuxième mémoire destinée à mettre en mémoire un seuil de vitesse en tours-minute, e) un premier comparateur destiné comparer le premier signal électrique au seuil de la dépression, f) un deuxième comparateur destiné à comparer le deuxième signal électrique au seuil de vitesse en tours-minute, g) un organe de signalisation, h) un circuit destiné à mettre l'organe de signalisation en action lorsque le premier comparateur indique que le premier signal électrique est supérieur au seuil de dépression et/ou lorsque le deuxième comparateur indique que le deuxième signal élec trique est supérieur au seuil de vitesse en tours-minute. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple préféré de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - les figures 1 à 5 sont des diagrammes qui illustrent les fondements théoriques sur lesquels est basé le dispositif de lrinven tion, et - la figure 6 est un schéma de circuit électrique d'un dispositif constituant un exemple de mise en oeuvre de l'invention. Dans le diagramme représenté sur la figure 1, on a reporté en abscisses 1-e nombre de tours-minutes du moteur a combustion interne d'un véhicule automobile équipé d'un changement de vitesse à rapports distincts, et en ordonnées la puissance. La courbe a représente la courbe de puissance du moteur dans les conditions d'alimentation maximale, c'està-dire lorsque le papillon ou volet du carburateur est complètement ouvert tandis que les courbes f représentent des courbes de puissance à débit de combustible constant ; pour obtenir la plus faible consommation spécifique il est évidemment nécessaire que-la puissance requise soit fournie par le moteur le long de la courbe g, qui est le lieu des points de puissance maximale des courbes f. La courbe g définit donc l'ouverture du papillon et le régime de rotation optimale en fonction de la puissance. Ces conditions ne peuvent pas etre satisfaites lorsque le véhicule est équipé d'un changement traditionnel a vitesses discontinues (c'est-b-dire d'un changement de vitesse à rapports distincts) sauf dans des cas très particuliers. En général, on devra se contenter de maintenir le fonctionnement du moteur dans une bande optimale chevauchant la ligne g. Etant donné que, pour ne pas abaisser le rendement d'utilisation du véhicule, la puissance fournie par le moteur ne doit pas titre modifiée au cours du passage d'un rapport du changement de vitesse au rapport suivant, cette bande aura une largeur qui est fonction de ltéche- lonnement des rapports consécutifs du changement de vitesse. On supposera que le véhicule est muni d'un changement de vitesse à cinq rapports et un rapport de marche arrière ; dans ce cas, les courbes b, c, d, e, de la figure 2 ont été obtenues en partant de la courbe a ; pour chaque valeur de puissance, on a obtenu le point correspondant de chacune des courbes successives en multipliant le nombre de tours-minute par le rapport d'échelonnement entre deux rapports consécutifs du changement de vitesse.Ces courbes indiquent donc, pour chaque niveau ou valeur de la puissance demandée au moteur,les régimes de rotation auxquels on doit exécuter les passages de rapport, respectivement du premier rapport au deuxième rapport (courbe e) du deuxième rapport au troisième rapport (courbe d), du troisième rapport au quatrième rapport (courbe c), du quatrième rapport au cinquième rapport (courbe b), pour que le fonctionnement du moteur reste dans la bande optimale de fonctionnement lorsque la puissance reste au même niveau ou valeur. I1 est évident que, si l'échelonnement des rapports était constant, les courbes b, c, d, e seraient confondues en une courbe unique. Si l'dchelonnement des rapports n'est pas constant, la recherche des diverses bandes optimales devient un problème complexe dont la solution exigerait le recours a des dispositifs compliqués. Pour simplifier le problème, on peut recourir, sans nuire sensiblement au fonctionnement du moteur, à une unique bande moyenne de fonctionnement optimale, comprise entre la courbe a et la courbe h qui représente la courbe médiane de la famille de courbes b, c, d, e. Sur la figure 3, on a indiqué par A la banne optimale, délimitée par la courbe a de puissance a charge maximale, et, par ailleurs, la verticale correspondant au régime minimal du moteur, le segment YZ de la courbe h définie plus haut et la verticale XY qui définit un régime de rotation propre à éviter que le moteur ne travaille a un régime inférieur au régime minimal pour un changement de rapport quelconque. Dans cette situation la courbe h définit la limite de la bande A et représente -par conséquent pour chacune des valeurs diverses de puissance le régime auquel on doit exécuter le passage au rapport supérieur, quel que soit le rapport enclenché. Le segment XY est déterminé facilement tandis que, pour obtenir le segment YZ de la courbe h sur un véhicule automobile, il serait nécessaire d'utiliser des dispositifs compliqués tels qu'un miniordinateur. Sur la figure 4, on a reporté une famille de courbes m, de puissances en nombre de tours-minute qui correspond à une série de valeurs constantes de la dépression au collecteur d'admission. On constate que ces courbes suivent avec une bonne approximation l'allure des courbes de puissance et que, en particulier, celle tracée en traits mixtes et désignée par le référence ml recouvre presque fidèlement (au moins pour les valeurs de puissance non supérieures a une valeur P1, qui correspond à environ 50 X de la puissance nominale), le segment YZ de la courbe h, ainsi qutil ressort du diagramme de la figure. 5. Les valeurs réduites de puissance, pour lesquelles les courbes h et ml sont presque en coincidence, sont celles utilisées en en circulation urbaine du véhicule, c'est- & dire dans des conditions 85, en moyenne, le puissance demandée est relativement limitée. On peut donc prendre en considération la courbe m1 et le segment rectiligne YX, qui peuvent tous deux être relevés sur un véhicule automobile à l'aide de moyens simples, pour signaler au conducteur le mode d'utilisation du changement de vitesse qui est le mieux approprié pour obtenir la consommation de carburant minimale aux puissances comprises entre les valeurs P1 et P2. Après avoir déterminé pour un véhicule automobile donné eut par le procédé décrit en regard des figures 1 à 5, la courbe puissance/nombre de tours-minute à valeur de constante de dépression du collecteur, qui correspond a la courbe ml de la figure 5, on met en mémoire la valeur de la dépression de la courbe ml et la valeur n1 du nombre de toursminutes correspondant au segment XY de la courbe h. A l'aide de capteurs appropriés, des signaux électriques, indicatifs de la dépression du collecteur d'admission et du nombre de tours-minute, sont émis. On envoie ces signaux d un circuit de traitement électronique qui établit ai les signaux qui lui sont envoyés sont ou non supérieurs aux seuils mis en mémoire. Si ces signaux ne sont pas supérieurs aux seuils, on est certain que le moteur travaille dans la zone hachuree, indiquée en B sur la figure 5. Chaque fois que le nombre de tours-minute du moteur est supérieur à la valeur nul et que la dépression du collecteur d'admission est supérieure à la valeur mise en mémoire, un dispositif de signalisation agencé dans le véhicule entre en action pour signaler au conducteur la néces sité de passer au rapport supérieur (s'il veut réaliser la consommation minimalle). Tout ceci est obtenu sans porter le moindre préjudice au bon fonctionnement du véhicule et en laissant au conducteur la possibilité de décision. Par exemple, ai la pédale d'accélérateur est appuyée à fond, le point se trouve dans tous les cas sur la courbe de puissance a de charge maximale et le dispositif n'empêche pas d'obtenir du véhicule ses prestations maximales. Le dispositif indique seulement au conducteur, compte tenu des prestations qu'il veut obtenir, le mode de conduite qui permet de réaliser la consommation minimale. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on dispose d'un autre agencement de signalisation qui indique au conducteur la nécessité de passer å un rapport inférieur chaque fois que les conditions de marche font travailler le moteur à un régime inférieur au régime minimal. A cet effet, le nombre no de tours-minute qui correspond au régime minimal de rotation du moteur est également mis en mémoire et il est indiqué au conducteur que le nombre de tours-minute tombe au-dessous de ce seuil. On donnera ci-après la description d'un exemple de réalisation. Sur le schéma de la figure 6, un capteur 2 comparateur numérique de dépression à seuil préétabli comme indiqué plus haut (c'est-àdire qui correspond à la valeur de la dépression de la courbe ml de la figure 5), est relié a une première entrée 3 d'une porte ET 4. Une deuxième entrée 6 de la porte 4 est connectée à un groupe d'interrupteurs désignés respectivement par les référence 12, 14 > 16, 18, 20 et dont les fonctions seront décrites plus bas. Un tachymètre 22, qui reçoit un signal électrique de l'allumeur du moteur, envoie un signal de tension, proportionnel au nombre de tours du moteur, aux premières entrées 24 et 25 de deux comparateurs 26 et 28 dans lesquels sont établis des seuils déterminés comme indiqué plus haut, c'est- & dire qui correspondent respectivement à la valeur n et à la valeur no de la figure 5. Aux deuxièmes entrées 30 et 32 des comparateurs 26 et 28 sont connectées respectivement des résistances 34 et 36 ; la sortie du comparateur 26 étant connectée elle-meme à une troisième entrée 38 de la porte ET 4, et celle du comparateur 28 à une première entrée 40 dune porte ET 42 qui reçoit à sa deuxième entrée 44 à travers un interrupteur 45, qui est actionné par le changement de vitesse à des fins qui seront décrites dans la suite, un signal logique qui est au niveau "un" lorsque l'interrupteur 45 est ouvert et au niveau "zéro" quand l'interrupteur est fermé. Les sorties des portes ET 4 et 42 sont transmises à un circuit temporisateur 46 et aux premières entrées 48 et 50 de deux portes ET 52 et 54 qui reçoivent à leurs deuxièmes entrées 56a et 58 les sorties du circuit temporisateur 46. La sortie de la porte ET 54 est à une première entrée 56 d'une porte ET 57 à la deuxième entrée de laquelle est envoyé un signal émis par un oscillateur 58. La sortie de la porte 57 est transmise a une première entrée 59 d'une porte OU 60 dont la deuxième entrée est connectée d la sortie de la porte ET 52, laquelle est connectée à un étage de puissance 62 lui-mEme connecté à un premier organe indicateur 64. La sortie de la porte ET 54 est transmise à un étage de puissance 66 connecté à un deuxième organe indicateur 68 ; la sortie de la porte OU 60 est envoyée à un étage de puissance 70 connecté à travers un interrupteur 72 à un organe de signalisation sonore 74. Les organes indicateurs 64 et 68 sont constitués par exemple par deux voyants lumineux disposés sur le tableau du bord du véhicule automobile et appropriés pour fournir au conducteur deux genres d'indications différents. Par exemple, l'organe indicateur 64 peut être constitué par un voyant lumineux de couleur verte et l'organe indicateur 68 par une lampe ou autre voyant lumineux de couleur rouge. Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la façon suivante. Le capteur numérique 2 à seuil, relié au collecteur d'admission, indique si la dépression est supérieure ou n'est pas supérieure au seuil de dépression enregistré ; cette indication est fournie sous la forme d'un signal logique de niveau "un" ou "zéro" ; ce signal parvient à la porte ET 4 avec un signal indiquant si l'on a déjà enclenché le rapport supérieur, ou bien si le levier de changement de vitesse se trouve au point mort ou en marche arrière ou si la pédale d'embrayage est appuyée ou si la pédale d'accélérateur est relachde ; en effet, le dispositif suivant l'invention ne doit pas entrer en action si l'une quelconque de ces conditions est vérifiée. Ce résultat est obtenu au moyen des interrupteurs 12, 14, 16, 18, 20, qui sont respectivement reliés au changement de vitesse, à la pédale de l'embrayage et à la pédale de l'accélérateur et qui, lorsqu'ils sont fermés, envoient un signal de niveau logique "zéro" à la porte ET 4 pour signaler qu'au moins l'une des conditions mentionnées plus haut est vérifiée. te Comparateur à seuil 26 émet un signal de sortie de niveau logique "un" si le signal proportionnel au nombre de tours-minute fourni à ce comparateur par le tachymètre 22 est supérieur au seuil nl. Le comparateur à seuil 28 émet un signal de sortie de niveau logique "un" si le signal reçu en provenance du tachymètre 22 est inférieur au seuil no. Dans le premier cas, le signal de sortie parvient à la porte ET 4 sur la ligne, que l'on appellera ligne du voyant vert, pour indiquer au conducteur, par allumage du voyant vert 64, l'opportunité de passer g-un rapport supérieur pour continuer à utiliser le moteur dans les conditions de consommation minimale. Dans le deuxième cas, le signal de sortie est transmis à la porte ET 42 sur la ligne, que lton appellera ligne du voyant rouge, pour indiquer au conducteur, par allumage du voyant rouge 68, l'opportunité de passer à un rapport inférieur parce que l'on se trouve au-dessous du régime minimal du moteur. A la porte ET 42 est également amené un signal provenant de l'interrupteur 45 qui est fermé lorsque le premier rapport est enclenché pour empêcher (en envoyant un signal logique de niveau zéro) que le dispositif n'entre en action dans cette condition puisque, lorsqu'on circule en premier rapport, il n'est pas possible de passer à un rapport inférieur. Si les portes ET 4 et 42 émettent un signal de sortie de niveau logique "un", le dispositif doit entrer en action sur la ligne rouge ou sur la ligne verte ; les signaux de sortie des portes ET 4 et 42 parviennent A un temporisateur (par exemple un temporisateur monostable) et simultanément aux portes 52 et 54 qui confirment à nouveau les situations existant aux portes 4 et 42 pendant le temps réglé par le circuit temporisateur. Si l'on veut signaler les deux conditions mentionnées plus haut au moyen de l'avertisseur sonore 74 (en plus de l'avertissement fourni par les voyants lumineux 64 et 68), on peut envoyer le signal de sortie de la porte ET 54 à une autre porte ET 56, qui reçoit également le signal d'un oscillateur 58 ; de cette façon le signal d'allumage du voyant rouge est modulé pour permettre de passer au circuit OU 60 et, de IA) par l'intermédiaire de l'étage de puissance 70, à l'avertisseur sonore 74 qui émettra un son modulé. Si lton doit signaler l'opportunité de passer à un rapport supérieur en ligne verte, le signal de la porte ET 52 est transmis directement au circuit OU 60 et passe à l'étage de puissance 70 et > de là > à l'avertisseur sonore 74, qui émettra un son continu. L'interrupteur 72 permet au conducteur de négliger à volonté le fonctionnement de l'avertisseur sonore 74. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'entre décrits, uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION S 1. Dispositif de signalisation pour véhicule automobile, propulsé par un moteur à combustion interne équipé d'un changement de vitesse à rapports distincts, et destiné a fournir au conducteur un signal relatif au rapport a adopter pour réaliser la consommation minimale, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend a) un premier capteur destiné à fournir un premier signal électrique indicatif de la dépression au collecteur d'admission ; b) un deuxième capteur destiné à fournir un deuxième signal électrique indicatif de vitesse en tours-minute du moteur ; c) une première mémoire destinée à mettre en mémoire un seuil de dépression ; d) une deuxième mémoire destinée à mettre en mémoire un seuil de vitesse en tours-minute du moteur ; e) un premier comparateur destiné à comparer le premier signal électrique au seuil de dépression f) un deuxième comparateur destiné 9 comparer le deuxième signal électrique au seuil de nombre de tours-minute ; g) un organe de signalisation ; h) un circuit destiné à mettre l'organe de signalisation en action lorsque le premier comparateur indique que le premier signal électrique est supérieur au seuil de dépression et/ou lorsque le deuxième comparateur indique que le deuxième signal électrique est supérieur au nombre de tours-minute. 2. Dispositif-suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, - des éléments interrupteurs destinés à fournir un signal indicatif du fait que le rapport extrême supérieur du changement de vitesse est enclenché ; - des éléments interrupteurs destinés a fournir un signal indicatif de la position au point mort du levier du changement de vitesse, - des éléments interrupteurs destinés à fournir un signal indicateur de l'enclenchement de marche arrière, - des éléments interrupteurs destinés à fournir un signal indi catif de l'enfoncement dé la pédale d'embrayage, - des éléments interrupteurs destinés à fournir un signal indicatif du relachement de la pédale d'accélérateur, - des moyens destinés à suspendre la mise en action du dispositif de signalisation en présence d'au moins l'un desdits signaux indicatifs. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre - une troisième mémoire destinée a mettre en mémoire un deuxième seuil de nombre de tours-minute, inférieur au seuil mis en mémoire dans la deuxième mémoire - un troisième comparateur destiné à comparer le deuxième signal électrique au deuxième seuil de nombre de tours-minute - un deuxième organe de signalisation - un circuit destiné à mettre le deuxième organe de signalisation en action lorsque le troisième comparateur indique que le premier signal électrique est inférieur au deuxième seuil de nombre de tours-minute. 4. Dispositif suivant la revendication 3, carac térisé en ce qu'il comprend en outre - des moyens destinés à fournir un signal indicatif de l'enclenchement du premier rapport - des moyens destinés à suspendre la mise en action du deuxième organe de signalisation en présence de ce signal indicatif. 5. Dispositif suivant la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que les deux organes de signalisation comprennent deux voyants lumineux montés sur le tableau de bord du véhicule. 6. Dispositif suivant la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que les deux organes de signalisation comprennent un avertisseur sonore et des moyens servant à faire émettre un son modulé par cet avertisseur lorsque l'un des organes de signalisation est mis en action et un son continu lorsque l'autre organe de signalisation est mis en action. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens, constituant des capteurs et comparateurs de dépression et qui sont connectés un circuit d'autorisation auquel sont transmis des signaux provenant d'un groupe d'interrupteurs extérieurs, lesdits moyens de détection du nombre de toùrs- minute du moteur étant reliés respectivement à un premier et un deuxième circuit comparateur à seuil, le signal de sortie du premier circuit comparateur à seuil étant transmis audit premier circuit d'autorisation tandis que le signal de sortie du deuxième circuit comparateur est transmis à un deuxième circuit d'autorisation auquel parvient également un signal fourni par un interrupteur extérieur, le signal de sortie des premier et deuxième circuits d'autorisation étant transmis à un circuit temporisateur et à un troisième et à un quatrieme circuit d'autorisation auquel sont transmis les signaux de sortie du circuit temporisateur, le signal de sortie du troisième circuit d'autorisation étant transmis à un premier étage de puissance et à une porte CU, le signal de sortie de ce quatrième circuit d'autorisation étant transmis a un cinquième circuit d'autorisation auquel est connecté un oscillateur, le signal de sortie dudit cinquième circuit d'autorisation étant transmis à la porte OU connectée à un deuxième étage de puissance qui est lui-même connecté à un avertisseur sonore, à travers un interrupteur, le signal de sortie du quatrième circuit étant connecté à un troisième étage de puissance,les les premier et troisième étages de puissance étant connectés respectivement à des voyants lumineux correspondants, destinés à émettre deux signaux lumineux différents. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens capteurs et comparateurs de dépression sont constitués par un capteur numérique à seuil. 9. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'autorisation sont constitués par des portes ET.