Brevet FR2478201A1 — publié le 19810918

La présente invention concerne un dispositif d'in- jection de carburant du type à commande électronique pour un moteur à combustion interne d'automobile. L'invention porte plus particulièrement sur un perfectionnement d'un dispositif dtinjection de carburant à commande électronî- que pour un moteur à combustion interne qui comprend un débitmètre à tourbillon destiné à détecter le débit d'air d'admission alimentant le moteur, et un dispositif de com- mande destiné à actionner unesoupape électromagnétique pen- dant des durées synchronisées sur une fréquence de sor- tie du débitmètre à tourbillon, afin d'injecter le car- burant pendant chaque durée spécifique, On sait qu'un débitmètre à tourbillon fournit un signal de sortie dont la fréquence correspond à une vitesse d'air de tourbillon ("rapport de tourbillon") qui est proportionnelle au débit volumétriquie mesuré de l'air d'admission. Dans un dispositif classique d'injection de carburant du type à commande électronique pour le moteur à combustion interne d'une voiture, qui intro- duit le carburant dans le moteur sous un débit spécifique) pendant des durées synchronisées sur la fréquence du signal de sortie qui est proportion- nelle au débit volumétriquedairpil est préférable de main- tenir constante la pression en amont du débitmètre a tourbillon. MIais comme un filtre à air et un conduit d' aspiration d'air sont habituellement montés en amont du débitmètre à tourbillon, il est difficile en pratique de maintenir la pression constante, à cause de la chu- te de pression produite par le filtre à air et le con- duit d'air. L'invention a pour but de supprimer les in- convénients du dispositif classique et de réaliser un dispositif d'injection de carburant du type à commande électronique,qui commande les durées de fonctionnement d'une soupape électromagnétique d'injection de carburant en fonction de la variation de la pression en amont du débitm'tre à tourbillon, de façon à permettre l'éta- lonnage du débitmètre à tourbillon, en ce qui concerne la pression. L'invention parvient à ce but, ainsi qu'à d'autres, grâce à un dispositif d'injection de carburant du type à commande électronique qui comprend un débitmè- tre à tourbillon destiné à détecter un débit d'air aspi- ré en produisant un signal de sortie dont la fréquence est fonction d'une vitesse d'air de tourbillon dépendant elle même du-débit d'air aspiré dans un moteur à combus- tion interne; un dispositif de commande destiné à in- jecter le carburant en actionnant une soupape électroma- gnétique pendant une période spécifique, pratiquement en synchronisme avec la fréquence du signal de sortie du débitmètre à tourbillon; un filtre à air placé en amont du débitmètre à tourbillon; et un capteur de pres- sion destiné à détecter la variation de pression que le filtre à air fait apparaltre dans l'air aspiré qui entre dans le débitmètre à tourbillon, grâce à quoi les durées de fonctionnement- de la soupape électromagnétique sont commandées en fonction du signal de sortie du cap- teur de pression. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un schéma d'un mode de réali- sation d'un dispositif d'injection de carburant du ty- pe à commande électronique selon l'invention; et La figure 2 est un schéma d'un mode de réali- sation d'un dispositif électronique de commande. Sur les dessins, la référence t désigne un mo- teur à combustion interne; la référence 2 désigne une tubulure d'admission du moteur -1; la référence 3 dési- gne un papillon d'accélérateur accouplé à la pédale d'accélérateur de la voiture; la référence 4 désigne un débitmètre à tourbillon destiné à détecter-le débit de l'air d'admission qui est aspiré dans le moteur 1; et la référence 5 désigne une so.upapeélectromagnétique d'injection de carburant qui est placée en amont du pa- pillon d'accélérateur. Du carburant mis sous pression par une pompe à carburant (non représentée) est injecté dans la tubulure d'admission 2 du moteur en synchronis- me avec la fréquence d'un signal de sortie correspondant à la fréquence de tourbillon du débitmètre à tourbillon 4. La référence 6 désigne un dispositif électronique de commande destiné à commander l'instant d'injection et la durée d'injection de la soupape électromagnétique d'injec- tion de carburant; la référence 7 désigne un capteur de pression destiné à détecter la pression en amont du dé- bitmètre à tourbillon 4; la référence 8 désigne un fil- tre à air placé en amont du débitmêtre à tourbillon 4; la référence 9 désigne un élément filtrant (papier fil- tre) monté à l'intérieur du filtre à air; et la réfé- rence 10 désigne un conduit d'aspiration d'air destiné a l'alimentation en air,qui est placé en amont du fil- tre à air 8. On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif ayant la structure indiquée ci-dessus. Lorsqu'on fait démarrer le moteur à combustion internede&'air est aspiré par le conduit d' aspiration d'air 10, traverse le filtre à air 8 et passe dans le débitmètre à tourbillon 4 pour permettre la mesure du débit d'air d'admission au moyen du débitmètre. L'air est introduit dans la tubulure d'admission 2 du moteur 1. Lorsque le débit d'air d'admission augmente, la pression de l'air d'admission qui traverse le dé- bitmètre à tourbillon 4 est notablement réduite par le filtre à air 8. Comme on le sait, un tel débitmètre à tourbillon mesure le débitvorlu.tiqtud'air.Ainsi, lors- que la pression diminue notablement, le volume augmen- te ce qui augmente le signal de sortie du débitmètre à tourbillon. D'autre part, le rapport air/carburant du moteur à combustion interne est un rapport de masse. Ainsi, si le carburant est injecté en synchronisme avec la fréquence de sortie du débitmètre à tourbillon 4 en présence d'une chute de pression, le débit d'injection de carburant est augmenté ce qui entra ne un excès d'in- jection de carburant. (Dans un moteur à combustion inter- ne de 2 000 cm, on trouve un excès d'alimentation en carburant de 3 à 8 % pour la valeur maximale du signal de sortie). Ainsi, dans un débitmètre volumétrique tel que le débitmetre à tourbillon, il est-nécessaire d'effec- tuer un étalonnage tenant compte de la chute de pression. En particulier, la forme et la longueur du conduit d'as- pirationd'air 10 du moteur à combustion interne d'une voiture varient en fonction du type de la voiture. En outre, le conduit d'aspiration d'air 10 doit avoir une grande longueur, pour être silencieux et empêcher la pénétration d'eau. La chute de pression en amont du dé- bitmètre à tourbillon 4 est donc grande. Conformément au mode de réalisation considéré de l'invention, on détecte la chute de pression au mo- yen du capteur de pression 7 et on applique le signal de sortie de ce capteur au dispositif électronique de commande 6, grâce à quoi les durées de fonctionnement de.l -6soupape électromagnétique 5 destinée à l'injection de carburant sont commandées en fonction du signal de sortie du capteur de pression, pour être compensées. On peut faire dispara tre l'excès d'alimen- tation en carburant et on peut commander le débit d'in- jection de carburant en fonction du rapport air/carbu- rant exact. Dans ce mode de réalisation, si le capteur de pression 7 est conçu de façon à détecter la pression absolue, on peut obtenir un signal dépendant à la fois de la chute de pression et de la variation de la pres- sion atmosphérique, ce qui permet de compenser la va- riation de la pression atmosphérique aux altitudes élevées. Onamaintenant considérer la figure 2 pour décrire un mode de réalisation du dispositif électroni- que de commande 6 destiné à commander l'instant d'injec- tion et la durée d'injection de la soupape électromagnéti- que d'injection de carburant. Le dispositif électronique de commande peut 9tre un simple dispositif de calcul A, comme un micro- ordinateur à 8 bits réalisé sur une seule puce. Une mé- moire morte contient un programme d'étalonnage destiné au calcul d'un débit d'alimentation en carburant et des conditions optimales de fonctionnement. Un circuit inté- gré temporisateur 11, destiné à convertir les données nu- mériques correspondant au débit de carburant calculé en une durée de fonctionnement d'injecteur, est connecté au micro-ordinateur 12 qui comprend un circuit intégré 121, une unité centrale 122 et une mémoire 123. Un convertis- seur analogique-rnumérique 1,3destiné à convertir les don- nées analogiques en données numériques est également connecté au micro-ordinateur 12. Les données provenant de capteurs 14,qui équi- pent le moteur,sont transmises par un circuit d'inter- face d'entrée 15 pour éliminer le bruit, après quoi les données analogiques sont transmises au convertisseur analogique-numérique 13. Les données numériques, comme celles provenant de contacts, sont transmises directe- ment au micro-ordinateur 12. Le micro-ordinateur cal- cule le débit d'alimentation en carburant désiré et il l'écrit dans un registre du circuit intégré temporisa- teur qui remplit la fonction de multivibrateur monosta- blée programmable de façon à produire une impulsion de fonctionnement d'injecteur ayant une largeur proportion- nelle aux données écrites. Pour synchroniser le fonc- tionnement de l'injecteur 16 sur la fréquence de sor- tie du capteur de débit d'air, un signal de sortie du capteur de débit d'air est appliqué sur l'entrée de déclenchement du temporisateur 11. Le micro-ordinateur travaille à partir de données telles que le débit d'admission d'air, le nombre de tours/minute du moteur, la température de l'eau de refroidissement, etc, et il actionne un électro-aimant de commande 17 pour com- mander la soupape- Un circuit contrôleur de séquence 18 peut être connecté pour détecter une panne du micro-or- dinateur. Un sélecteur 20 peut sélectionner le signal de sortie d'un circuit de secours 19 pour actionner l'injec- teur 16 afin d'assurer la poursuite du fonctionnement en cas de panne du micro-ordinateur 12. La référence 21 dé- signe un circuit d'attaque. Conformément à l'invention, on emploie un cap- teur de pression destiné à détecter la variation de pres- sion de l'air d'admission qui est introduit dans le dé- bitmètre à tourbillon pour mesurer le débit d'air dtad- mission du moteur-à combustion interne, afin de comman- der les durées de fonctionnement de la soupape électroma- gnétique d'injection de carburant en fonction du signal de sortie du capteur de pression. On obtient ainsi un dispositif d'injection de carburant dans lequel le dé- bitmètre à tourbillon peut être aisément étalonné vis- à-vis de la pression et dans lequel l'alimentation en carburant s'effectue avec un rapport air/carburant pré- cis, sans aucun effet défavorable de la longueur et de la forme du filtre à air ou du conduit d'admission d'air. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent.itre apportées au dispositif décrit et repré- senté, sans sortir du cadre de l'ivention. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'injection de carburant du type à comnmande électronique caractérisé en ce qu'il comprend: un débitmètre à tourbillon(4)desinéà détecter un débit d'air d'admission en produisant un signal de sortie dont la fréquence dépend d'une vitesse d'air de tourbillon dépendant elle même du débit d'air d'admission corres- pondant à l'air introduit dans un moteur à combustion interne(l);un dispositif de commande (6)destinéàinjecter le carburant en actionnant une soupape électromagnétique (5) pendant une durée spécifique pratiquement synchronisée sur la fréquence du signal de sortie du débitmetre à tour- billon; un filtre à air (8.) placé eaamont du débitm&tre à tourbillon; et un capteur de pression (7) destiné à détec- ter la variation de pression, produite par le filtre à air, de l'air d'admission qui est introduit dans le dé- bitmètre à tourbillon, grâce à quoi les durées de fonc- tionnement de la soupape électromagnétique sont commandées sous la dépendance du signal de sortie du capteur de pression. 2. Dispositif d'injection de carburant du type a commande électronique selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le filtreàair (8)comporte un conduit d'aspiration dair (10) en amont de ce filtre et le capteur de pression(7)détecte également la variation de pression qui est produite par ce conduit d'air(10). 3. Dispositif d'injection de carburant du type à commande électronique selon l'une quelconque des re- vendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le capteur de pression(7) estundispositif destiné à détecter une pression absolue, afin de détecter à la fois ladite variation de pression et la variation de la pression at- mosphérique.