Brevet FR2463285A1 — publié le 19810220

Ltinvention a pour objet un dispositif de commande pour doser le carburant d'un moteur à combustion interne en fonction de la condition de charge de ce moteur, comportant un capteur de pression raccordé à la tubulure d'admission du moteur à combustion interne. D'après le document DE- 1b6 73 938, on connait un convertisseur de pression dans lequel un aimant permanent est prévu dans un circuit en fer dans lequel sont disposés un élément de construction semi-conducteur dépendant du champ magnétique appelé capteur de Hall (générateur de Hall ou résistance de Hall) et en outre un entrefer. Dans l'.entrefer plonge une pièce de régulation déplacée en fonction d'une grandeur de fonctionnement à mesurer, par exemple de la pression d'air d'admission d'un moteur à combustion interne, cette pièce agissant sur les lignes de force qui passent dans ltentrefer. L'invention a pour but de créer un disposi- tif de commande agissant de façon variable en fonction de la condition de charge d'un moteur à combustinn interne, ce dispo- sitif permettant d'agir avec une grande précision et avec une construction simple sur le dosage en carburant et le point d'allumage. L'invention concerne à cet effet un dispo- sitif du type ci-dessus caractérisé en ce quele capteur de pression comporte une capsule à pression différentielle et une capsule de pression absolue, un aimant et un générateur de Hall disposé dans le champ magnétique de l'aimant, le champ magnétique efficace pouvant 4tre modifié par au moins l'une des deux capsules. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe partiel- le schématique représentant un exemple de réalisation du disposi- tif conforme à l'invention, - les figures 2 à 8 sont des vues similaires représentant d'autres exemples de réalisation. Le dispositif de commande représenté sur la figure 1 sert à doser le carburant et à déterminer le point d'allumage d'un moteur à combustion interne non représenté. Pour ce moteur, le dosage du carburant et la détermination du point 2.- 2463285 d'allumage sont modifiés en fonction de la condition de charge du moteur à combustion interne ou adaptés à cette condition de charge. Sur la figure 1, on a représenté en coupe longitudinale une partie de la tubulure d'admission R du moteur à combustion interne. La tubulure d'admission R porte une capsule manométri- que à pression différentielle 1 comportant deux membranes ondulées 3 et 4 circulaires en vue axiale et soudées de façon étanche sous pression l'une à l'autre suivant leurs bords 2. La membrane 3 est montée sur une tubulure 5 ouverte en direction de la tubulure d'admission R. Cette membrane présente un perçage central 6 par lequel le volume intérieur 7 de la capsule mano- métrique différentielle 1 peut prendre la valeur à l'instant considéré de la pression d'air d'admission Pi régnant dans la tubulure d'admission R. En outre, il est prévu une capsule de pression absolue 11 sous vide également constituée par deux membranes 12 et 13 circulaires en vue axiale. La membrane 12 est montée sur une tige porteuse 14 assemblée rigidement avec la tubulure d'admission R. Au centre de la membrane 13 est fixée l'- une des deux branches d'une équerre en forme de L 15 dont l'autre branche porte un générateur de Hall 16. Le générateur de Hall ou capteur de Hall IC 16 est disposé dans l'intervalle entre deux aimants perma- nents 17 et 18 se faisant face par des p8les de même nom et maintenus à une distance fixe l'un de l'autre par une plaque porteuse commune 19 assemblée avec la membrane 4. Lorsque le générateur de Hall 16 est dans la position médiane représentée sur la figure 1 entre les deux aimants permanents 17 et 18 à égale distance de ces aimants, sa tension de sortie TT est égale à 0. En cas de variation de la pression d'air d'admission Pi, les deux aimants 17 et 18 se déplacent conjointement avec la plaque porteuse 19 de la course Si. Lors d'un abaissement de la pression atmosphérique P2, ce qui a lieu lorsque l'altitude géographique croît, la capsule de pression absolue 11 peut se dilater plus fortement. Le générateur de Hall 16 est alors déplacé par rapport aux aimants permanents 17, 18, Pur l'intermédiaire de l'équerre 15, de la course S2 indiquée sur la figure 1. La tension de sortie 1U du générateur de Hall 16 est: U A- SS1. - S2 3.- 2463285 ou U = a (Pl - P2) + b.P2, Si l'on désigne par a et b les constantes élastiques des deux capsules manométriques, à savoir de la capsule manométrique différentielle 1 et de la capsule de pres- sion absolue 11. Il en résulte que U = a. pl (a - b) p2 ou U = a (pi _ a a b. p2). a En choisissant les deux constantes a et b, il est donc possible d'obtenir une combinaison linéaire quel- conque des deux pressions pl et p2. Il est alors particulièrement favorable de choisir a = b parce que la tension de sortie U du générateur de Hall 16 est alors proportionnelle à la dépression sous forme de pression différentielle. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 1, un interrupteur 20 actionné par la plaque porteuse 19 est disposé dans le prolongement de cette plaque. L'interrupteur est fermé lorsque la dépression pi régnant dans la tubulure d'admission est égale à p2, c'est-à-dire lorsque le moteur à combustion interne fonctionne à pleine charge. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 2, sur laquelle on a désigné comme sur les autres figures des dessins, par les mêmes références que sur la figure 1 les éléments identiques ou ayant au moins la même action, la membra- ne mobile 4 de la capsule à pression différentielle 1 porte une tige 21. Le générateur de Hall 16 est monté à l'extrémité libre de cette tige 21. Les deux aimants permanents 17 et 18 sont disposés avec leur direction de polarisation N - S parallèle à la direction longitudinale du générateur de Hall 16 et de la tige porteuse 21. Ces aimants permanents 17, 18 sont fixés sur l'équerre commune 15 assemblée avec la capsule de pression absolue 11. L'exemple de réalisation suivant la figure 2 fonction- ne de façon analogue à l'exemple de réalisation suivant la figure 1. Comme dans cet exemple, le contact mobile d'un inter- rupteur de pleine charge 20 est relié à la membrane. L'état de commutation de l'interrupteur 20 est modifié lorsque le moteur a combustion interne non représenté atteint sa condition de pleine charge. 4_- 2463285 Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 3, la disposition est simplifiée en ce qu'un aimant permanent cylindrique 17 polarisé dans la direction axiale de la capsule à pression différentielle 1 est monté au centre de la membrane 4 de cette capsule. L'aimant permanent 17 se trouve en face du générateur de Hall 16, à une certaine distance. Comme dans l'exemple de réalisation suivant la figure 1, le - générateur de Hall 16 est relié à la capsule de pression absolue 11 par l'intermédiaire de l'équerre porteuse 15. Le générateur de Hall 16 s'approche d'autant plus de l'aimant permanent 17 que la pression absolue p2 est plus élevée. Dans chacun des exemples de réalisation suivant les figures 4 à 8, il est prévu un bottier commun 25 dans lequel sont disposées la capsule à pression différentille 1 ainsi que la capsule à pression absolue 11. Ce système assure l'appui- mécanique réciproque des deux systèmes et garantit une grande stabilité. De façon plus précise, le bottier 25 comporte une première chambre 26. Celle-ci contient la capsule de pression absolue désignée par 11 qui est soumise à la pression atmosphérique p2 par l'intermédiaire d'un perçage 27 et porte sur sa face frontale libre un aimant permanent 17 qui, comme l'aimant permanent 17 de l'exemple de réalisation suivant la figure 1, est polarisé dans la direction de l'axe de la capsule de pression qui lui est associée. La seconde chambre 28 est reliée par l'intermédiaire d'un perçage 29 au volume intérieur de la conduite d'admission non représentée d'un moteur à combus- tion interne. Par le perçage 29, la chambre 28 reçoit la pres- sion d'admission pl. La seconde chambre 28 est séparée de la pression de l'air ambiant par une membrane ondulée 30 qui porte le générateur de Hall 16 au centre de sa face dirigée vers l'aimant permanent 17. Une mince paroi intermédiaire 31 sépare les deux chambres 26 et 28 l'une de l'autre. Lorsque la pression développée dans la conduite d'admission du moteur à combustion interne prend de faibles valeurs absolues, la membrane 30 est cintrée vers l'aimaft permanent 17, le générateur de Hall 16 étant entratné avec elle. L'aimant permanent 17 est, à son tour, d'autant plus éloigné de la paroi intermédiaire 31 que la pression atmosphérique p2 est plus élevée. 5._ 2463285 Contrairement à l'exemple de réalisation décrit précédemment, dans l'exemple de réalisation suivant la figure 5, la capsule à pression différentielle 1 est disposéedans la chambre avant 26 du bottier 25 séparée par la paroi inter- médiaire 31 et elle est raccordée par sa tubulure 5 au volume intérieur de la tubulure d'admission qui n'est pas représentée de façon particulière. Sur la face extérieure, située à l'opposé de la tubulure 5, de la membrane 4 appartenant à la capsule à pression différentielle 1, est monté un aimant permanent 17 polarisé dans la direction de l'axe de la capsule 1. L'aimant permanent 17 est accouplé mécaniquement avec son interrupteur de pleine charge 20. Le champ de l'aimant permanent 17 traverse la paroi intermédiaire mince 31 et agit sur le générateur de Hall 16 monté sur la membrane mobile 13 de la capsule de pres- sion absolue 11 fixée sur la paroi intermédiaire 31. Dans la seconde chambre 32, soumise à la pression atmosphérique, du bottier 25 de l'exemple de réalisation suivant la figure 5, est disposé un montage électronique 34 d'étalonnage et de préparation. Ce montage peut être agencé sous forme de circuit intégré passif ou actif recevant par deux conducteurs indiqués en 35 la tension de sortie U du générateur ou capteur de Hall 16. La valeur de cette tension de sortie est fonction de la déviation de l'aimant permanent 17 par rapport au générateur de Hall 16. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 6, le générateur de Hall 16 est monté du côté de la paroi intermédiaire 31 dirigé vers la capsule à pression différentielLe 1 et est soumis à l'action de l'aimant permanent 17 relié à la capsule à pression différentielle 1 ainsi qu'à l'action du second aimant permanent 18 monté sur la membrane 13 de la capsule de pression absolue 11 dirigée vers la paroi intermé- diaire 31. Les deux aimants permanents 17 et 18 sont polarisés dans la direction de l'axe commun des deux capsules de pression 1 et 11 de façon que des p8les de même nom soient en face du générateur de Hall 16. Comme dans l'exemple de réalisation décrit précédemment, la tension de sortie du générateur de Hall 16 est envoyée par une ligne 35 à deux conducteurs au montage électronique 34 d'étalonnage et de préparation qui est également disposé dans le boîtier commun 25. Les deux exemples de réalisation suivant les figures 7 et 8 présentent une construction particulièrement simple. Un point commun aux deux exemples de réalisation est, que leur bottier métallique 25, robuste et résistant même aux fortes secousses, porte un embout fileté 37 sur l'une de ses deux faces frontales. Cet embout 37 permet de visser le bottier 25 dans la tubulure d'admission non représentée d'un moteur à combustion interne. Par l'intermédiaire de cet embout fileté 37, le volume intérieur de la capsule à pression différentielle 1 reçoit la pression d'air d'admission pl qui varie avec la condition de fonctionnement du moteur à combustion interne. Dans les deux exemples de réalisation, il est prévu un aimant perma- nent 38 disposé dans le prolongement axial de là capsule à pression différentielle 1, cet aimant étant polarisé dans cette direction axiale. L'aimant permanent 38 est monté dans une paroi intermédiaire 39 séparant la première chambre 40 située en arrière et dans laquelle est disposée la capsule à pression absolue 11. Cette capsule est montée sur une tige porteuse 42 disposée avec possibilité de déplacement dans une seconde paroi intermédiaire 41 séparant la chambre médiane 40 qui contient la capsule de pression abside 11 d'une chambre arrière 43. Dans les deux exemples de réalisation, un montage électronique 34 d'étalonnage ou de préparation est disposé dans cette chambre arrière. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 7, un aimant permanent 45 est disposé dans le volume intérieur de la capsule à pression différentielle 1 (de telle sorte que la transmission de la pression n'est pas interrompue). Comme l'aimant permanent 38 de la paroi intermédiaire 39, l'aimant permanent 45 est polarisé dans la direction de l'axe commun. Il est cependant disposé avec un pôle nord faisant face également au pôle nord indiqué de l'aimant permanent 38. Au contraire, dans la capsule de pression absolue 11 est prévu un aimant permanent 46 polarisé en direction ariale qui, comme indiqué, fait face par un pôle sud à l'aimant permanent 38 de la paroi intermédiaire 39. Par différence avec les dispositions précédemment décrites, dans l'exemple de réalisation suivant la figure 7 il est prévu deux générateurs ou capteurs de Hall, à savoir un générateur ou capteur de Hall 16 disposé sur la face extérieure de la membrane mobile 4 de la capsule à pression 7._ 2463285 différentielle 1 et un second générateur ou capteur de Hall 47 disposé sur la face extérieure de la membrane mobile de la capsule de pression absolue 11. La disposition des générateurs de Hall 16, 47 entre des aimants permanents 45, 38, 48 se faisant face par des p8les de même nom procure l'avantage d'une grande linéarité des tensions de sortie Ul et U2 des deux générateurs de Hall en fonction des mouvements des deux capsules de pression 11 et 1. Chacune de ces tensions de sortie est envoyée par l'une de deux lignes à deux conducteurs 35, 48 au montage électronique 34 d'étalonnage ou de préparation. A partir de là, elles sont transmises à l'extérieur par quatre lamelles de contact 51 à 54 d'une fiche de contact 55. Deux lamelles de contact servent à amener ou à transmettre une tension d'alimentation, tandis que les deux autres lamelles de contact servent à transmettre le signal fonction de la dépression et le signal fonction de la pression absolue. L'exemple de réalisation suivant la figure 8 constitue, par rapport à celui de la figure 7, une forme de réalisation de construction simplifiée. Cette simplification consiste essentiellement en cequ'il n'est prévu qu'un seul aimant permanent central 38 agissant sur le générateur ou capteur de Hall 16 de la capsule à pression différentielle 1 et sur le générateur ou capteur de Hall 47 de la capsule de pression absolue 11. Par rapport à la disposition compliquée de la figure 7, l'exemple de réalisation suivant la figure 8 présente une plus faible linéarité des tensions de Hall vis-à-vis des courses des membranes ou des pressions. 8.- 2463285 REVENDICATIONS 1.- Dispositif de commande pour doser le carburant d'un moteur à combustion interne en fonction de la condition de charge de ce moteur, comportant un capteur de pres- sion raccordé à la tubulure d'admission du moteur à combustion interne, dispositif caractérisé en ce que le capteur de pression comporte une capsule à pression différentielle (1) et une capsule de pression absolue (11), un aimant (17) et un générateur de Hall (16) disposé dans le champ magnétique de l'aimant, le champ magnétique efficace pouvant être modifié par au moins l'une des deux capsules. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une des deux capsules et, de préférence, les deux capsules (1, 11) sont réalisées sous forme de capsules à membranes. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les capsules (1, 11) sont disposées coaxialement.- 4.- Dispositif selon l'une des revendica- tions 2 et 3, caractérisé en ce que l'aimant (17) est réalisé sous forme d'aimant permanent. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'aimant permanent (17) est dirigé vers le générateur de Hall (16) par l'une de ses faces polaires. 6.- Dispositif selon l'une des revendica- tions 4 et 5, caractérisé en ce que l'aimant permanent (17) est monté au centre de l'une des capsules à membranes (1, 11). 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il-est prévu deux aimants (17, 18), notamment des aimants permanents, se faisant face par des p8les de même nom. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le générateur de Hall (16) est disposé dans l'intervalle entre deux aimants, notamment dès aimants permanents, se faisant face par des pôles de même nom. 9.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux aimants (17, 18) sont assemblés avec la même capsule. 9.- 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'un des deux con- tacts d'un interrupteur (20) est accouplé avec l'une des deux capsules (1, 11), notamment avec la capsule à pression diffé- rentielle (1). 11.- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le contact antagoniste de l'interrupteur (20) est disposé à poste fixe dans l'espace.