Brevet FR2466625A1 — publié le 19810410

Système électronique de commande d'alimentation en carburant pour moteur à combustion interne. La présente invention concerne, d'une façon générale, un système de commande d'alimentation en carburant pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile et elle a trait, plus particulièrement, à un système de commande d'alimentation en carburant qui commande le mélange d'air et de carburant pour le moteur en fonction des diverses conditions de fonc- tionnement du moteur évaluées à partir de diverses informa- tions détectées en vue de réduire la pollution provenant des gaz d'échappement. Dans un système de commande d'alimentation en carburant de moteur à combustion interne d'un véhicule automobile (par exemple un système de commande électronique d'injection de carburant, un carburateur électronique, etc...), on peut prévoir une fonction exécutant un arrêt de l'alimentation en carburant pendant une décélération afin d'améliorer la puri- fication des gaz d'échappement et de réduire la consommation de carburant ainsi que d'empêcher de se consumer le conver- tisseur catalytique se trouvant dans le collecteur d'échap- pement du moteur. L'arrêt de l'alimentation en carburant est effectué pendant une décélération du véhicule automobile si des con- ditions de fonctionnement particulières du moteur sont satis- faites, par exemple si le papillon se trouvant dans le col- lecteur d'admission se trouve dans la position de ralenti, si la vitesse de rotation du moteur est supérieure à une valeur prédéterminée et si la température de l'eau de refroidissement est plus élevée qu'une valeur prédéterminée. Bien que dans le système de commande décrit ci-dessus, l'alimentation en car- burant soit coupée et rétablie selon les conditions de fonc- tionnement du véhicule automobile, quand l'alimentation en carburant est coupée ou rétablie, il en résulte un changement dans le couple d'entraînement du véhicule. Par conséquent, les occupants du véhicule sont souvent soumis à des à-coups indé- sirables. En particulier, le couple d'entraînement est relati- vement important de sorte qu'une variation dans le couple entraîne un à-coup important. La présente invention a pour objet de procurer un système de commande d'alimentation en carburant pour un moteur auto- mobile, ce système effectuant la coupure, c'est-à-dire l'ar- rêt, de l'alimentation en carburant avec un certain retard par rapport au moment o la décision d'arrêter l'alimentation est prise. De cette façon, on évite les à-coups et les vibrations dus à la coupure de l'alimentation en carburant. o0 Les caractéristiques et avantages du système de commande d'alimentation en carburant pour véhicule automobile selon la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré donnée ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la fig. 1 est un schéma synotpique simplifié d'un mode de réalisation préféré de la présente invention; la fig. 2 est une représentation graphique de la vitesse (en tour/minute) de rotation du moteur en fonction de la température (en OC) de l'eau de refroidissement; et les fig. 3(a) et (b) sont des organigrammes de l'opéra- tion d'arrêt de l'alimentation en carburant selon la présente invention. En se référant maintenant auxdessinset plus particuliè- rement à la fig. 1, on voit que la référence 1 désigne un détecteur de rotation pour détecter la vitesse de rotation du moteur, par exemple un détecteur d'angle de vilebrequin pour émettre une série d'impulsions chaque fois que le vilebrequin tourne d'un angle particulier. La référence 2 désigne un détecteur de température pour détecter la température de l'eau de refroidissement autour du moteur, par exemple une thermis- tance disposée à l'intérieur d'une chemise d'eau. La référence 3 désigne un interrupteur de papillon destiné à détecter si le papillon est complètement fermé ou ouvert. La référence 4 désigne un interrupteur de dernière vitesse, ou vitesse supé- rieure, pour-détecter si la boite de vitesse est enclenchée sur la dernière vitesse. La référence 5 désigne un microcal- culateur qui comprend essentiellement un circuit d'entrée/ sortie 6, une unité de traitement centrale 7 (CPU), une mé- moire morte 8 (ROM), une mémoire vive 8 (RAM) et un générateur d'horloge 10 pour émettre un signal de synchronisation ou chronodéclenchement auquel se réfère l'exécution de l'opé- ration arithmétique. La référence 11 désigne une valve d'injection de car- burant placée dans le collecteur d'admission sous une pression constante, le temps d'ouverture de cette valve étant commandé de manière à déterminer le taux d'injection de carburant dans lo les cylindres du moteur. Le microcalculateur 5 exécute une opération arithmétique sur la base des signaux d'entrée individuels du détecteur de rotation 1, du détecteur de température 2, de l'interrupteur 3 de papillon et de l'interrupteur 4 de dernière vitesse, et l'alimentation en carburant est coupée si l'une ou l'autre des conditions suivantes est satisfaite: (1) le papillon est en position complètement fermée et la vitesse de rotation du moteur est supérieure à Ni sur la fig. 2; ou (2) au moment o le papillon est fermé, la vitesse de rotation du moteur dépasse N2 sur la fig. 2. Quand les conditions (1) et (2) sont satisfaites, l'arrêt de l'alimentation en carburant est effectué immédiatement pourvu que la boîte de vitesse soit enclenchée sur la dernière vitesse. Si la boîte de vitesse n'est pas enclenchée sur la dernière vitesse, l'arrêt de l'alimentation en carburant est exécuté après un temps de retard prédéterminé, c'est-a-dire après que le moteur a tourné d'un nombre de tours prédéter- miné. De cette façon, quand la botte de vitesses est enclenchée sur une vitesse autre que la dernière vitesse, l'arrêt de l'alimentation en carburant est effectué en réalité avec un retard prédéterminé bien que les conditions (1) et (2) ci- dessus soient satisfaites, de sorte que le véhicule ralentit de façon régulière sans frein moteur important grâce à la coupure immédiate de l'arrivée de carburant dans le cas de rapports de vitesse élevés dans une plage de vitesse élevée du moteur. En outre, si le temps durant lequel le papillon est complètement fermé est plus court que le temps de retard, l'arrêt de l'alimentation en carburant n'est pas du tout effectué. Par conséquent, si le papillon s'ouvre et se ferme de façon répétée pour maintenir constante la vitesse du véhi- cule, pendant que le véhicule se déplace à une vitesse faible, l'alimentation en carburant n'est pas arrêtée et on évite les à coups gênants. De plus, quand la boite de vitesses est enclenchée sur la dernière vitesse, le couple d'entraînement est plus faible et les à-coups se trouvent réduits de sorte que l'arrêt de l'ali- mentation en carburant peut être effectué sans retard. Par contre, si la vitesse du moteur devient inférieure à N3 représentée sur la fig. 2 ou si le papillon est ouvert, l'alimentation en carburant est rétablie. L'arrêt de l'ali- mentation en carburant est effectué par interruption du signal de commande (impulsions d'injection) qui commande la valve 11 d'injection de carburant. En se référant maintenant à la fig. 3 on va décrire com- ment le microcalculateur 5 exécute des opérations arithmé- tiques. La fig. 3(a) est un organigramme montrant un programme ou routine destiné à déterminer si l'alimentation en carburant doit ou non être coupée. La fig. 3(b) est un organigramme montrant un programme ou routine destiné à compter le temps de retard. Sur la fig. 3(a), l'indication 1 est établie pour savoir si le papillon est ou n'est pas complètement fermé à la fin de chaque exécution de la routine représentée sur la fig. 3(a). Si l'indication 1 est 1, le papillon est complètement fermé. Si l'indication 1 est 0, le papillon n'est pas complètement fermé. L'indication 2 est établie à chaque exécution pour savoir si le microcalculateur a déterminé les conditions pour l'exécution de l'arrêt de l'alimentation en carburant. Si l'indication 2 est 1, le microcalculateur a déterminé l'arrêt de l'alimentation en carburant. Si l'indication 2 est 0, le microcalculateur a déterminé de ne pas effectuer l'arrêt de l'alimentation en carburant. L'indication 3 est établie pour savoir si l'arrêt de l'alimentation en carburant est ou n'est pas en cours de retard. Si l'indication 3 est 1, l'arrêt de l'alimentation en carburant est en cours de retard. Si l'indi- cation 3 est 0, l'arrêt de l'alimentation en carburant n'est pas en cours de retard. En premier lieu, au cours de la phase Pi, le microcalcu- lateur détermine si le papillon est ou n'est pas complètement fermé. S'il ne l'est pas, le microcalculateur établit les indications 1, 2 et 3 et le compteur sur 0 au cours des phases P2 et P3. Le microcalculateur établit ensuite l'alimentation en carburant au cours de la phase P4. Par contre, si le papillon est complètement fermé, le microcalculateur effectue une vérification pour voir si l'in- dication 1 est ou n'est pas 1 au cours de la phase P5. Si l'indication 1 est 0, c'est que le papillon n'était pas com- plétement fermé pendant l'exécution précédente mais est com- plétement fermé au cours de cette exécution et, dans ce cas, après que l'indication 1 a été établie à 1 au cours de la phase P6, le microcalculateur obtient la valeur N2 (caracté- ristique N2 en trait plein sur la fig. 2) correspondant à la température habituelle de l'eau de refroidissement. Au cours de la phase P8, le microcalculateur détermine si la vitesse du moteur est supérieure à N2. Si la réponse est "non" pendant la phase P8, la vitesse du moteur ne répond pas à la condition (2) ci-dessus, de sorte que le microcalculateur passe aux phases P3 et P4 établissant l'alimentation en carburant. Si la réponse est "oui" pendant la phase P8, l'indication 3 et l'indication 2 sont établies à 1 au cours des phases P9 et PiO. Ensuite, le microcalculateur détermine si la boîte de vitesses est ou n'est pas enclenchée sur la dernière vitesse au cours de la phase Pli. Si la boite de vitesses est enclen- chée sur la dernière vitesse, le compteur est vidé immédiate- ment pendant la phase P20 et le microcalculateur arrête l'ali- mentation en carburant pendant la phase P15. Par contre, si la botte de vitesses n'est pas enclenchée sur la dernière vitesse, le microcalculateur vérifie la valeur de l'indication 3 pendant la phase P12. Si l'indication 3 est 0, l'arrêt de l'alimentation en carburant n'est pas en cours de retard et le compteur est vidé au cours de la phase P20 et le microcalculateur passe à la phase P15 immédiatement. Si l'indication 3 est 1 pendant la phase P12, l'arrêt de l'ali- mentation en carburant est en cours de retard, Dans ce cas, le microcalculateur effectue une vérirification pour voir si au cours de la phase P13 la valeur du compteur a ou n'a pas atteint une valeur prédéterminée. Si la réponse "non" au cours de la phase P13, le retard de coupure d'alimentation en carbu- rant est alors en cours d'exécution, c'est-à-dire que le retard prédéterminé n'est pas encore achevé. Dans ce cas, le microcalculateur établit l'alimentation en carburant au cours de la phase P4. Si la réponse est "oui' au cours de la phase P13, ceci indique que le temps prédéterminé s'est écoulé. Après que l'indication 3 a été établie à O au cours de la phase P14, le microcalculateur exécute la coupure de l'ali- mentation en carburant au cours de la phase P15. Si l'indication 1 est O au cours de la phase P5, c'est que le papillon est dans l'état complètement fermé. Dans ce cas, le microcalculateur vérifie l'état de l'indication 2 au cours de la phase P16. Si l'indication 2 est 0, il indique que le microcalculateur n'a pas décidé de couper l'alimentation en carburant au cours de l'exécution antérieure. Dans ce cas, le microcalculateur obtient la valeur Ni (caractéristique Ni en trait plein sur la fig. 2) correspon- dant à la température de l'eau de refroidissement à ce moment et vérifie si la vitesse du moteur est ou n'est pas NI au cours de la phase P19-1. Si la vitesse du moteur est infé- rieure à Ni au cours de la phase P19-1, la condition (1) décrite précédemment n'est pas satisfaite et le microcal- culateur passe à la phase P4 via la phase P3 et décide de ne pas exécuter l'arrêt de l'alimentation en carburant. Si la vitesse du moteur dépasse NI au cours de la phase P19-1, la condition (1) décrite ci-dessus est satisfaite et le micro- calculateur passe à la phase P10. Dans ce cas, les phases à partir de PlO sont exécutées de la même façon que celles décrites précédemment mais, du fait que l'indication 3 est 0, au cours de la phase P12 le microcalculateur détermine un arrêt immédiat de l'alimentation en carburant sans aucun retard. En d'autres termes, si le nombre de tours dépasse Ni pendant que le papillon est complètement fermé, un arrêt immédiat de l'alimentation en carburant est exécuté car, lorsque le véhicule automobile descend une côte par exemple, l'à-coup que l'on resentira sera considérablement moindre. Si l'indication 2 est 1 au cours de la phase P16, ceci signifie que le microcalculateur a décidé d'arrêter l'alimen- tation en carburant au cours l'exécution antérieure. Pendant la phase P18, le microcalculateur obtient la valeur N3 pour la température ordinaire de l'eau de refroidissement. Au cours de la phase P19-2, le microcalculateur exécute une vérification pour voir si la vitesse du moteur est égale ou supérieure à la valeur de N3 obtenue pendant la phase P18. Si la réponse est "non" au cours de la phase P18, c'est que la vitesse du moteur est inférieure à la valeur de N3 et satisfait la condition pour mettre fin à l'arrêt de l'alimentation en carburant, de sorte que le microcalculateur passe aux phases P3 et P4 et rétablit l'alimentation en carburant. Si la réponse est "oui" au cours de la phase P19-2, le microcalculateur passe à la phase Pli et aux phases suivantes pendant lesquelles l'arrêt de l'alimentation en carburant est prolongée. Dans la routine représentée sur la fig. 3(a), quand la boîte de vitesses est enclenchée sur une vitesse autre que la dernière vitesse, la vitesse du moteur est supérieure ou égale à la valeur de N2 et le papillon est placé dans l'état complé- tement fermé, le microcalculateur exécute une fois exactement la séquence de traitement Pi - P5 - P6 - P7 - P8 - P9 - P10 - Pli- P12 - P13 - P4. A la fin de cette séquence de traitement, le microcalculateur exécute la séquence de traitement Pi - P5 - P16 -P18 - P19-2 - P10 - Pll - P12 - P13 - P4 jusqu'à ce que le contenu du compteur dépasse une valeur prédéterminée (si cette valeur prédéterminée est exprimée en unités de temps, elle peut être comprise entre 0,1 seconde et 0,5 seconde et si elle est exprimée en unités de rotation, elle peut être com- prise entre 2 et 10 tours) et, de ce fait, un retard prédéter- miné est introduit. Quand le contenu du compteur atteint une valeur prédéter- minée correspondant au retard prédéterminé, le microcalcula- teur exécute exactement une fois la séquence de traitement Pl- P5 - P16 - P18 -P19 -2- P10 - Pll - P12 - P13 - P14 - P15. Ensuite, le microcalculateur passe à la séquence de traitement Pi- P5 P16 - P18 -P19 -2 - P10 - Pll - P12 - P20 - P15. Si la boîte de vitesses est enclenchée sur la dernière vitesse, les deux dernières séquences se terminent par Pll- P20 - P15. Dans ce cas, le microcalculateur arrête l'alimentation en carburant sans aucun retard. La fig. 3(b) montre une routine ou programme pour le compteur dont le contenu est augmenté de "un" chaque fois que la routine représentée sur la fig. 3(a) est exécutée. Par conséquent, si l'opération arithmétique est exécutée à des intervalles de temps fixes (synchronisés à l'aide d'impulsions d'horloge d'une fréquence fixe), la valeur comptée est propor- tionnelle au temps. Par contre, dans le cas o l'opération arithmétique est exécutée à des intervalles d'un nombre prédé- terminé de tours de moteur (synchronisés avec des impulsions d'horloge correspondant à la rotation du moteur), la valeur comptée est proportionnelle au nombre total de tours du mo- teur. Les organigrammes des fig. 3(a) et (b) donnent un exemple de l'opération arithmétique dans le cas o un retard n'est pas introduit si la boîte de vitesses n'est pas enclenchée sur la dernière vitesse. Si la phase Pll est supprimée, le retard peut être introduit quel que soit l'état de la boîte de vi- tesses. En outre, si la valeur limite du compteur est modifiée en fonction des conditions d'entraînement du moteur (par exemple le retard est plus long lorsque le moteur tourne à grande vitesse), le retard peut être adapté à différentes valeurs appropriée pour les conditions d'entraînement. Selon la présente invention, du fait que l'arrêt de l'alimentation en carburant pour le moteur à combustion in- terne a lieu après un retard prédéterminé, les à-coups ayant lieu au moment o l'alimentation en carburant est coupée peuvent être considérablement réduits. Le retard est de préférence, bien que non pas nécessai- rement, introduit uniquement lorsque la boite de vitesses est enclenchée sur les vitesses inférieures. Dans le mode de réalisation préféré décrit, on obtient cette distinction en déterminant si la boîte de vitesses est enclenchée sur la dernière vitesse, mais, bien entendu, selon les circonstances on peut effectuer cette distinction entre deux vitesses infé- rieures ou en se basant sur d'autres critères tels que la vitesse du véhicule. L'homme de l'art comprendra que cette variante ainsi que d'autres variantes similaires peuvent être obtenues dans le mode de réalisation préféré décrit ci-dessus dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Système de commande d'alimentation en carburant pour effectuer l'arrêt de l'alimentation en carburant pendant une décélération du moteur à combustion interne, caractérisé par le fait qu'il comprend: (a) un moyen de décision pour déterminer les conditions dans lesquelles l'alimentation en carburant doit être arrêtée; (b) un moyen de temporisation sensible à une indication d'arrêt d'alimentation en carburant provenant dudit moyen de 1o décision; et (c) un moyen d'arrêt d'alimentation en carburant sensible à un signal de retard provenant dudit moyen de temporisation et exécutant l'arrêt de l'alimentation en carburant en fonc- tion de la détermination dudit moyen de décision après que le retard engendré par ledit moyen de temporisation s'est écoulé. 2. Système de commande d'alimentation en carburant sui- vant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il com- prend, en outre, (d) un moyen de détection pour détecter les conditions de fonctionnement du moteur, ledit moyen de tempo- risation étant rendu actif sélectivement en fonction des conditions de fonctionnement détectées du moteur. 3. Système de commande d'alimentation en carburant sui- vant la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit moyen de détection comprend la détection de l'état d'une boîte de vitesses. 4. Système de commande d'alimentation en carburant sui- vant la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit moyen de temporisation est rendu actif lorsque ledit moyen de détection détermine que la transmission se trouve dans une gamme de vitesses inférieure. 5. Système de commande d'alimentation en carburant sui- vant la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit moyen de temporisation est rendu actif lorsque ledit moyen de détection détermine que la transmission ne se trouve pas dans la gamme de vitesses supérieure. 6. Système de commande d'alimentation en carburant sui- vant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé il par le fait que le retard consiste en un intervalle de temps prédéterminé. 7. Système de commande d'alimentation en carburant sui- vant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le retard consiste en un nombre prédéterminé de tours du moteur après la détermination d'introduire un retard.