Brevet FR2477632A1 — publié le 19810911

La présente invention concerne un dispositif desti- né à régler automatiquement la vitesse d'un moteur à com- bustion interne pour automobile, et elle porte plus par- ticulièrement sur un système destiné à régler la vitesse du ralenti. La vitesse du ralenti du moteur est réglée ini- tialement en usine à une valeur nominale prédéterminée. Par la suite, la vitesse du ralenti augmente progressi- veinent, du fait que la friction du moteur diminue au fur et à mesure que le kilométrage de l'automobile augmente. Il est donc nécessaire de régler la vitesse du ralenti à la valeur nominale en actionnant la vis de réglages con- formément à la variation de la vitesse du ralenti. Un but de l'invention est de réaliser un sys- tème qui règle automatiquement la vitesse du ralenti à une vitesse nominale prédéterminée. Un autre but de l'invention est de réaliser un système qui règle automatiquement la vitesse du ralenti et qui puisse également remplir les fonctions d'un dis- positif d'ouverture de papillon d'accélérateur et d'un dispositif amortisseur du type "dashpot". L'invention ccnsiste enun dispositif destiné à régler la vitesse d'un moteur à combustion interne ayant un carburateur et un papillon d'accélérateur dans le carburateur, ce système comprenant un actionnneur élec- tromécanique destiné à maintenir le papillon d'accélé- rateur dans un état ouvert, un capteur de vitesse des- tiné à détecter la vitesse du moteur, un circuit de com- paraison branché au capteur de vitesse, un circuit de fixation de niveau destiné à appliquer un niveau nomi- nal au circuit de comparaison, pour comparer le signal de sortie du capteur de vitesse avec le niveau nominal, un circuit de commande destiné à produire deux signaux de sortie pendant une certaine durée, en fonction du signal de sortie du circuit de comparaison, et un cir- cuit d'attaque destiné à faire fonctionner l'actionneur électromécanique afin d'augmenter et de diminuer l'ou- verture du papillon d'accélérateur en fonction des si- gnaux de sortie du circuit de commande. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un schéma synoptique représen- tant un système correspondant à l'invention; La figure 2 est une vue en perspective montrant un actionneur et carburateur; La figure 3 est une vue en perspective montrant l'actionneur en détail; La figure 4 est un diagramme montrant le fonc- tionnement de l'actionneur; La figure 5 est un graphique montrant une plage dans laquelle un moteur présente des ratés d'allumage; Les figures 6 et 7 sont des graphiques montrant les relations entre une tige de 1'actionreur, le volet d'accélérateur et la vitesse du moteur; et Les figures 8a et 8b montrent un exemple du cir- cuit de commande appartenant au système de l'invention0 On va maintenant considérer la figure 1 qui montre qu'un moteur à combustion interne 1 comporte un capteur de vitesse 2 qui est accouplé au vilebrequin du moteur par des poulies 3 et 4 et par une courroie 5. Un carburateur 6 comporte un papillon d'accélérateur 7 et est associé à un filtre à air 8. L'axe du papillon d'ac- célérateur 7 peut être actionné par un actionneur 9. La borne de sortie du capteur de vitesse 2 est connectée à un comparateur 11 d'un circuit de commande 100 Un circuit de fixation de la vitesse nominale du ralenti, 12, est connecté au comparateur 11 afin de comparer la vitesse du ralenti avec la vitesse nominale du ralenti. Le comparateur 11 est connecté à un circuit de commande 13 qui est lui-même connecté à un circuit d'attaque 15 par l'intermédiaire d'un compteur 14, pour faire fonctionner l'actionneur 9 sous la dépendance du signal provenant du capteur de vitesse. Un circuit gé- nérateur d'impulsions d'horloge 16 est connecté au comp- teur 14. Un capteur de climatiseur 18, destiné à détecter le fonctionnement du climatiseur, est connecté au circuit de fixation de la vitesse nominale du ralenti, 12. Un cap- teur d'allumage 20 et un capteur de v.ritesse de la voiture, 21, sont connectés au circuit de commande 13. En considérant la figure 2, on voit que des le- viers d'acc4lérateur 23 et 24 sont accouplés à l'axe 22 du papillon d'accélérateur 7. Le levier d'accélérateur 23 est accouplé à une pédale d'accélérateur par l'intermé- diaire d'un câble d'accélérateur 25 et il est sollicité par un ressort 27 monté entre un trou 26 et le corps du carburateur, de façon à fermer le papillon d'accéléra- teur 7. Le levier 24 bute contre l'extrémité d'une ti- ge 28 de l'actionneur 9. Comme le montre la figure 3, la tige 28 est fixée à une roue dentée 36 et elle est supportée par un palier 30. La tige 28 comporte une plaque de manoeuvre 32 et une partie filetée 29 qui est vissée dans un écrou fixe 31. Deux contacts de fin de course 33 et 34 sont disposés de part et d'autre de la plaque 32. Un galet d'alimentation 35 est en contact avec la.tige 28 de fa- çon à fournir un courant. La roue dentée 36 est en ma- tière plastique et la tige 28 est isolée du bottier. Par conséquent, lorsque la tige 28 est en contact avec le levier 24, le courant circule dans la tige 28 et le le- vier 24, ce qui permet de détecter le contact de manière électrique. La roue dentée 36 engrène avec un pignon 37 qui est accouplé à un axe 38 d'une grande roue dentée 39. La roue dentée 39 engrène avec un pignon 40 qui est accouplé à un axe 42 d'un moteur 41. Le moteur 41 fait tourner l'axe 42 dans un sens ou dans le sens opposé en fonction de signaux qu'on décrira ultérieurement. La rotation de l'axe 42 est transmise à la tige 28 par l'intermédiaire des roues dentées et pignons 40, 39, 37 et 36. La roue dentée 36 engrène toujours avec le pignon 37 du fait quelle a une longueur suffisante. La tige 28 se déplace dans la direc- tion axiale du fait que la partie filetée 29 est vissée dans l'écrou 31. Ainsi, la tige 28 sort ou se rétracte sous l'effet des signaux. La sortie de la tige 28 fait tourner l'axe 22 du papillon d'accélérateur dan.s le sens d'ouverture du papillon. Dans ces conditions, la vitesse du moteur augmente. Au contraire, lorsque la tige se rétracte, le papillon d'accélérateur 7 est fermé par le ressort 27, si bien que la vitesse du moteur diminue. La plaque 32 de la tige 28 ouvre le contact de fin de course 33 ou 34 à l'extrémité de la course, ce qui a pour effet de limiter le fonctionnement du papil- lon d'accélérateur pour la vitesse du ralenti. Les con- tacts 33 et 34 sont branchés dans un circuit d'attaque du moteur 41. De ce fait, le moteur s'arrête sous l'ef- fet de l'ouverture de l'un des contacts et le fonction- nement du papillon d'accélérateur s'arrête. On va maintenant décrire le fonctionnement du système en se référant aux figures 4, Sa et 8b. Lorsqu' un contact d'allumage 46 (figure 8a) est ouvert, la ti- ge 28 de l'actionneur 9 est dans la position rétractée F et le levier d'accélérateur 24 porte contre une butée , comme le montre la figure 4. Le contact de fin de course 34 est ouvert par la plaque 32. Lorsqu'on ferme le contact d'allumage 46, un circuit de démarrage 47 produit un signal de sortie pendant une durée prédéter- minée. Le signal est appliqué au circuit d'attaque 15 par un conducteur 48 pour actionner le circuit. Un cou- rant d'alimentation circule dans le contact 33, le mo- teur 41 etla diode 50, si bien que le moteur 41 tour- ne de façon à faire sortir la tige 28. Comme-il est indiqué sur la figure 4, modes 2 et 3, la tige 28 sort jusqueà une position C qui est au-delà d'une po- sition normale de ralenti D, grâce à quoi le papillon d'accélérateur 7 est ouvert avec une ouverture supé- rieure à l'ouverture normale du ralenti, pour faire démarrer le moteur. Le mode 3 montre la condition de démarrage à froid du moteur, lorsque le volet de star- ter est fermé. Du fait que le papillon d'accélérateur est ouvert conformément à la fermeture du volet de starter, le levier 24 est séparé de la tige 28. Lorsque la vitesse du moteur est supérieure à une vitesse prédéterminée n1 alors que la voiture est à l'arrêt, la tension de sortie du capteur de vitesse 2 dépasse un niveau nominal prédéterminé, si bien que le si- gnal de sortie d'un comparateur 51 passe à un niveau haut. Ce signal de sortie est appliqué à une porte ET 55. D'au- tre part, le signal de sortie du capteur de vitesse 2 est converti en signaux numériques par un convertisseur analogique-numérique 52, sous la dépendance de la tension de sortie. Les signaux de sortie du convertisseur analo- gique-numérique 52 sont appliqués à un circuit logique 53 qui fonctionne conformément à une table de vérité. Le compteur 14 compte les impulsions provenant du cir- cuit générateur d'impulsions d'horloge 16 pour produire des signaux de temps Q1, Q2, Q3 et Q4 qui ont des durées respectives différentes. Les signaux de temps Q1 à Q4 sont appliqués à des portes du circuit logique 53 pour ouvrir les portes pendant les durées respectives. Le cir- cuit logique 53 fait passer à 1 le signal de sortie pré- sent sur un conducteur 54 pendant une durée qui est dé- terminée par les signaux de sortie du convertisseur ana- logique-numérique 52, c'est-à-dire par la vitesse du ra- lenti du moteur. Ainsi, le signal de sortie de la porte ET 51 passe à un niveau haut et ce niveau est appliqué au circuit d'attaque 15 par une porte ET 56. Le courant d'alimentation circule par le contact 34, le moteur 41 et la diode 57, ce qui fait tourner le moteur 41 en sens inverse. La tige 28 est ainsi rétractée pendant la durée considérée, ce qui diminue la vitesse du ralenti pour l'amener à la vitesse nominale du ralenti n1. Si la vitesse du ralenti est inférieure à la vitesse nominale du ralenti n1, le signal de sortie d'un comparateur 58 passe à un niveau haut et ce niveau est appliqué à une porte ET 60. Le signal de sortie de la porte ET 60 passe à 1 pendant une durée prédétermi- née définie par les signaux provenant du circuit logi- que 53 et du comparateur 58, d'une manière similaire au fonctionnement décrit ci-dessus. Le signal de sortie de la porte ET 60 est appliqué au circuit d'attaque 15 par une porte ET 61. Le moteur 41 tourne donc de façon à faire sortir la tige 28, ce qui permet de commander la vitesse du ralenti pour l'amener à la vitesse n1. Les modes 4 et 5 montrent ces opérations de com- mcnde. Dans le mode 4, le levier 24 qui tourne en même temps que le vclet de starter est ramené progressivement à la position D au fur et à mesure que le moteur monte en température. Lorsqu'on fait démarrer la voiture et que le signal de sortie d'un capteur de vitesse de la voiture, 62, dépasse un niveau prédéterminé, le signal de sortie d'un circuit de détection de vitesse de la voiture, 63, passe à 0 pendant une durée prédéterminée, ce qui ferme les portes ET 56 et 61. Lorsqu'on ouvre le papillon d'ac- célérateur 7, le levier 24 s'écarte de la tige 28. L'in- terrupteur de détection de contact 64 qui est constitué par le galet 35, la tige 28 et le levier 24 est ainsi ouvert. L'interrupteur de détection de contact 64 est connecté à un circuit de sortie de tige, 65, destiné à un fonction d'amortissement (" dashpot") Le si- gnal de sortie présent sur le conducteur 66 du circuit 65 passe à un niveau haut pendant une durée prédétermi- née sous l'effet du signal de l'interrupteur 64. Lorsque la vitesse du moteur dépasse une vitesse prédéterminée n2, un signal de sortie d'un comparateur 67 passe à un niveau haut. Ainsi, le signal de sortie d'une porte ET 68 passe à un niveau haut, si bien que le moteur 41 est actionné de façon à faire sortir la tige 28 jusqu'à la position médiane C. Le mode 6 montre cette opération. Lorsqu'on ferme le papillon d'accélérateur 7 pour ralentir la voiture, le levier 24 bute sur la tige 28 ce qui ferme l'interrupteur de détection de contact 64. De ce fait, un signal de sortie présent sur un conducteur 70 passe à un niveau haut et ce ni- veau est appliqué à un circuit de rétraction de tige 71, pour la fonction d'amortissement. Le circuit 71 produit un signal de sortie intermittent sur un conducteur 72 pen- dant une durée prédéterminée. Le moteur 41 est actionné. par intermittence, si bien que la tige 28 se rétracte len- tement vers la position D. On peut ainsi obtenir un effet d amortissement. Le mode 8 de la figure 4 et la figure 6 montrent la fonction d'amortissement. Lorsque la vitesse du moteur dépasse une vi- tesse prédéterminée n3, un signal de sortie d'un com- parateur 73 passe à un niveau haut et ce niveau est ap- pliqué à un circuit de commande de dispositif d'ouvertu- re de papillon 74. Un circuit de sortie de tige 75 pro- duit un signal de sortie pendant une durée prédétermi- née. Le signal de sortie est appliqué au circuit d'at- taque 15 par un conducteur 76. La tige 28 est ainsi sor- tie jusqu'à la position B, comme le montre le mode 7 sur la figure 4. Lorsque la vitesse du moteur tombe au-dessous de la vitesse n3, le signal de sortie du comparateur 73 s'inverse. Sous l'effet de cette inversion-du signal de sortie, un circuit de rétraction de tige 77 du circuit de commande de dispositif d'ouverture de papillon 74 produit un signal de sortie pendant une durée prédéter- minée. Le sîgnal de sortie est appliqué au circuit d'at- taque 15 par des conducteurs 78 et 72. Ceci a pour ef- fet de rétracter la tige 28 jusqu'à la position C. En- suite, sous l'action du signal de l'interrupteur de détection de contact 64, le circuit de rétraction de tige 71 rétracte lentement la tige 28 jusqu'à la posi- tion D, comme il a été décrit ci-dessus. Le mode 9 et la figure 7 montrent un tel effet d'ouverture du papil- lon' Le dispositif d'ouverture du papillon est destiné a éviter des ratés d'allumage du moteur. Les ra- tés d'allumage apparaissent lorsque le moteur fonction- ne avec un couple négatif, comme dans le cas o le pa- pillon d'accélérateur est fermé dans une descente. La figure 5 montre la plage dans laquelle les ratés d'al- lumage se manifestent0 Du fait que le dispositif d'ouver- ture du papillon maintient le papillon d'accelérateur à l'état ouvert pendant une durée prédéterminée au moment de la décélération, on peut éviter l'apparition de ra- tés d'allumage. On va maintenant décrire le fonctionnement re- latif au climatiseur. On fait fonctionner un climatiseur en fermant un interrupteur de climatiseur 81o La fer- meture de l'interrupteur 81 a pour effet de fermer les éléments de commutation à semiconducteur 82, 83 et 84, ce qui élève chacune des valeurs de référence pour les comparateurs 51, 58 et le convertisseur analogique-nu- mérique 52 Le moteur 41 est donc actionné de facon à faire sortir la tige 28 afin d'augmenter la vitesse du ralenti jusqu'au niveau plus élevé. Lorsqu'on ouvre l'interrupteur 81, la tige 28 est rétractée jusqu'à la position D. Les modes 10 et 11 montrent cette opération. Lorsqu'on ouvre le contact d'allumage 46, un circuit 85 destiné à éviter la poursuite du fonctionne- ment du moteur par auto-allumage produit un signal de sortie qui est appliqué à la porte ET 56 par un conduc- teur 86 Le signal de sortie de la porte ET actionne le circuit d'attaque 15, ce qui a pour effet de rétracter encore davantage la tige 28, jusqu'à la position ini- tiale F, comme il est représenté pour le mode 12o Le levier 24 bute contre la butée 45. Du fait que la tige 28 est écartée du levier 24 et que le levier bute con- tre la butée, le papillon d'accélérateur est maintenu en position fermée, On peut ainsi éviter la poursui- te du fonctionnement du moteur par auto-allumage. REVENDICATIONS 1.Dispositif destiné à régler la vitesse d'un mo- teur à combustion interne comportant un carburateur (6) et un papillon d'accélérateur (7) dans ce carburateur, caractérisé en ce qu'il comprend: un actionneur électro- mécanique (9) destiné à maintenir le papillon d'accéléra- teur dans un état ouvert; un capteur de vitesse (2) des- tiné à détecter la vitesse du moteur; un circuit de com- paraison (11) connecté au capteur de vitesse; un cir- cuit de fixation de niveau (12) destiné à appliquer un niveau nominal au circuit de comparaison, afin de com- parer le signal de sortie du capteur de vitesse avec le niveau nominal; un circuit de commande (13) destiné à produire deux signaux de sortie pendant une certaine du- rée, sous la dépendance du signal de sortie du circuit de comparaison; et un circuit d'attaque (15) destiné à fai- re fonctionner l'actionneur électromécanique pour augmen- ter et diminuer l'ouverture du papillon d'accélérateur en fonction des signaux de sortie du circuit de comman- deo 2. Dispositif de réglage de la vitesse d'un moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractéri- sé eh ce que l'actionneur électromécanique (9) comporte une tige de poussée (28) qui vient en contact avec un levier d'accélérateur (24) afin de maintenir le papillon d'accélérateur dans un état ouvert. 3. Dispositif deréglage de la vitesse d'un moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le circuit de commande (13) comprend un cir- cuit générateur d'impulsions d'horloge (16),un compteur (14) destiné à compter les impulsions d'horloge, un circuit logique (53) connecté au circuit de comparaison et au compteur, et des portes (55, 56), ces éléments étant connectésde façon que les portes soient ouvertes pendant une durée qui dépend du signal de sortie du cir- cuit de comparaison. 1 0 4. Dispositif de réglage de la vitesse d'un mo- teur à combustion interne selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprend en outre un circuit d'allumage qui est connecté à un contact d'allumage (46) du moteur et au circuit d'attaque (15) et qui est conçu de façon à produire un sigral de sortie destiné à faire fonction- ner l'actionneur (9) afin d'augmenter l'ouverture du pa- pillon d'accélérateur pendant une durée prédéterminée, au moment de la fermeture du contact d'allumage, et de façon à produire un autre signal de sortie pour diminuer l'ouverture du papillon d'accélérateur pendant une du- rée prédéterminée au moment de l'ouverture du contact d'allumage, afin d'écarter l'actionneur par rapport à un élément associé au papillon d'accélérateur. 5. Dispositif de réglage de la vitesse d'un moteur à combustion interne selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend en outre un circuit de détec- tion de vitesse de voiture (62) destiné à produire un signal de sortie lorsque la vitesse de la voiture dépas- se un niveau prédéterminé, un interrupteur de détection de contact (64) destiné à détecter la séparation de l'ac- tionneur par rapport à un élément du papillon d'accélé- rateur, et un circuit d'amortisserent (71) capable de produire un signal de sortie destiné à augmenter l'ouverture du papillon d'accélérateur pendant une durée prédéterminée lorsque la vitesse du moteur dépasse un niveau prédéter- miné et lorsque l'inteztpteur de détection de contact détecte la séparation, et de produire un signal de sor- tie faisant diminuer lentement l'ouverture du papillon d'accélérateur lorsque l'interrupteur de détection de contact détecte le contact. 6. Dispositif de réglage de la vitesse d'un moteur à combustion interne selon la revendication 5, caracté- risé en ce qu'il comprend en outre un circuit d'ouver- ture de papillon (74) capable de produire un signal de sortie destiné à augmenter l'ouverture du papillon d'accélérateur pendant une durée prédéterminée lorsque la vitesse du moteur dépasse un niveau prédéterminé qui est supérieur au niveau du circuit d'amortissement, et de pro- duire un signal de-sortie destiné à diminuer l'ouverture du papillon d'accélérateur lorsque la vitesse du moteur tombe au-dessous du niveau prédéterminé. 7. Dispositif de réglage de la vitesse d'un moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractéri- sé en ce qu'il comprend en outre des moyens (82, 83, 84) destinés à modifier ledit niveau nominal afin d'augnen- ter l'ouverture du papillon d'accélérateur lorsqu'un climatiseur équipant une voiture est mis en fonctionne- ment.