Brevet FR2483012A1 — publié le 19811127

La présente invention concerne un dispositif pour la commande de la position du papillon de gaz ou de la pompe d'injection d'un moteur à combustion interne, en particulier pour véhicules comportant une pédale d'accélérateur. Dans les réalisations connues de la liaison entre la pédale d'accélérateur et le papillon de gaz ou d'autres dispositifs de régulation de la puissance sur le moteur de véhicules, le tracé de la caracté- ristique de transmission peut certes être choisi entre certaines limites au stade de l'étude, mais est définitivement fixé quand cette dernière est terminée. Une caractéristiqué de transmission fixe ne peut représenter qu'un compromis peu satisfaisant, compte tenu des exigences très diverses sur le tracé de la caractéristique de transmission dans des situations différentes, telles que démarrage sur le rapport infé- rieur, accélération aux vitesses moyennes et supérieures, etc. L'invention a pour objet un dispositif permettant de faire varier et d'adapter la caractéristique de transmission de la liaison entre la pédale d'accélérateur et le papillon de gaz ou la pompe d'injection aux conditions instantanées. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un généra- teur de fonction est prévu, qui fixe la relation entre la position du papillon de gaz ou de la pompe d'injection et la position de la pédale d'accélérateur, selon une fonction qu'une grandeur réglante permet de faire varier. La principale grandeur pour variation de la caractéris- tique est constituée par la vitesse du véhicule, à laquelle est affectée la grandeur réglante, mais qui peut être influencée par d'autres gran- deurs telles que rapport enclenché, température de la chaussée, etc. Il est ainsi possible de réaliser par exemple, dans le cas de véhicules de très grande puissance, une caractéristique très progres- sive lors du démarrage et une caractéristique moins progressive, voire dégressive à vitesse élevée. Une telle variation de la caractéristique est en outre avantageuse pour une conduite économisant le carburant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous de trois exemples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente un diagramme de la relation entre la pédale d'accélérateur et le papillon de gaz; la figure 2 représente un premier exemple à transmission mécanique; la figure 3 représente un second exemple à transmission opto-électro- nique; et la figure 4 représente une extension du second exemple. La figure 1 représente un diagramme de diverses caractéristiques de transmission entre la position de la pédale d'accélérateur et la position du papillon de gaz. La position de la pédale d'accélérateur P est représentée en abscisse, du repos (È) à l'enfoncement total (100 %), et la position du papillon de gaz D est représentée en ordonnée, du ralenti (0) à la pleine ouverture (100 %). La droite représente une caractéristique de transmission linéaire; les caractéristiques repré- sentées au-dessous de cette droite présentent un tracé à progressivité croissant dans le sens de la flèche "'p" et les caractéristiques repré- sentées au-dessus de cette droite un tracé à dégressivité croissant dans le sens de la flèche "d". Une caractéristiques est progressive quand, sur la plage initiale, - une grande variation de la position de la pédale d'accélérateur corres- pond à une faible variation de la position du papillon de gaz. Les conditions sont rigoureusement inverses dans le cas d'une caractéris- tique dégressive. Toutes les caractéristiques ont deux points communs l'origine et le point limite, correspondant respectivement aux posi- tions de ralenti et de pleins gaz de la pédale d'accélérateur. La caractéristique de transmission doit être modifiée selon la vitesse du véhicule - par exemple de très progressive au démarrage à très dégressive à vitesse élevée, en passant par linéaire à vitesse moyenne -, comme l'indique la flèche courbe "y". La figure 2 représente le schéma d'un premier exemple de réalisa- tion selon l'invention. Un capteur de vitesse 1 connu, délivrant une fréquence proportion- nelle à la vitesse du véhicule, attaque un convertisseur fréquence- tension 2, qui délivre la valeur de consigne à un régulateur de posi- tion 3 connu. Ce dernier est relié à un organe de réglage 4 connu, qui intervient de façon appropriée dans la cinématique des pièces de transmission mécanique. Dans l'exemple de réalisation représenté, une extrémité d'un ressort 5 en feuillard d'acier est solidaire de l'axe 6 de l'organe de réglage et l'autre extrémité coulisse longitudinalement dans un palier 7 tournant. La rotation de l'axe 6 de l'organe de réglage produit diverses courbures du ressort 5.en feuillard d'acier. Sur le ressort 5 en feuillardàd'accier glisse un galet 8, dont l'axe 9 est relié à la tringle Il provenant de la pédale d'accélé- rateur 10 et à la tringle 13 aboutissant au papillon de gaz 12, de façon à permettre une rotation relative des deux tringles 11 et 13. Une forme rectiligne du ressort 5 en feuillard d'acier corres- pond à une relation sensiblement linéaire entre les courses des tringles 11 et 13. Une courbure du ressort 5 en feuillard d'acier par l'organe de réglate 4 du côté "p" donne une caractéristique de transmission progressive entre la pédale d'accélérateur 10 et le papillon de gaz 12, tandis qu'une courbure du côté "d" donne une caractéristique dégressive. Sur la figure 3, la variation de la caractéristique en fonction de la vitesse du véhicule est représentée par le montage décrit ci- dessous, comportant une régulation d'asservissement connue avec "pédale d'accélérateur électronique'. Une pédale d'accélérateur 14 agit sur un émetteur de consigne 15, dont le signal de sortie est appliqué à l'entrée non-inverseuse de l'amplificateur opérationnel 16. Deux diviseurs de tension 26 et 27 en parallèle relient la sortie de l'amplificateur opérationnelle 16 au potentiel de référence du montage. Dans le premier diviseur de tension 26, une résistance 24 est branchée entre la sortie de l'amplificateur et la prise, et le montage en série d'une photorésistance 21 et d'une diode 23 conduc- trice vers le potentiel de référence est branché entre la prise et le potentiel de référence. Dans le second diviseur de tension, une résistance 25 est branchée entre la sortie de l'amplificateur et la prise, et une photorésistance 22 entre la prise et le potentiel de référence. La prise du premier diviseur de tension 26 est reliée à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel 16; la prise du second diviseur de tension 27 est reliée à un organe de réglage du papillon de gaz, non représenté. Un convertisseur fréquence-tension 18 convertit le signal d'un capteur 17 de vitesse du véhicule - une fréquence proportionnelle à la vitesse - en une grandeur électrique analogique, la grandeur réglante, telle qu'une tension continue qui est appliquée à une lampe 20. L'intensité lumineuse de cette dernière agit sur les deux photorésistances 21, 22 des deux diviseurs de tension 26 et 27. D'autres grandeurs simplement esquissées sur la figure, telles que rapport enclenché et température de la chaussée, peuvent influencer cette grandeur réglante. Le premier diviseur de tension 26 détermine la réaction de l'amplificateur opérationnel 16. Alors que le diviseur de tension 26 crée une réaction non- linéaire en fonction de l'intensité lumineuse de la lampe 20 et par suite pour l'essentiel de la vitesse du véhicule, le second diviseur de tension 27 assure la compensation du gain par un dimensionnement approprié. La valeur de consigne, influencée par le. montage selon l'inven- tion, est prélevée sur la prise 28, puis transmise à l'organe de réglage non représenté du papillon de gaz. La caractéristique inversement proportionnelle du convertisseur fréquencetension 18 assure une progression décroissante entre la pédale d'accélérateur et le papillon de gaz pour une vitesse crois- sante du véhicule. Une variation de la caractéristique de transmission peut, avec montage décrit, être produite de "progressive" à "dégressive" en passant par "linéaire", par une réalisation appropriée de l'émetteur de consigne 15 sur la pédale d'accélérateur 14, du capteur dans l'organe de réglage ou des caractéristiques de l'émetteur et du capteur. Selon l'invention, les paramètres suivants permettent de choisir librement, entre de larges limites, la variation de la caractéristique de. transmission en fonction de la grandeur réglante: 1. Forme de la caractéristique 19 du convertisseur fréquence- tension 18 2. Caractéristiques optiques de la lampe à incandescence/diode électroluminescente 20 3. Couplage optique entre la lampe à incandesce/diode électro- luminescente 20 et la photorésistance 21 4. Dimensionnement du diviseur de tension 26. La figure 4 représente une extension de l'exemple de réalisation selon figure 3. Le principe de fonctionnement étant le même que dans la forme de réalisation précédente, des caractéristiques même dégressives sont obtenues électroniquement dans ce cas. La différence par rapport à la figure 3 réside dans la réalisa- tion des deux diviseurs de tension et dans la commande des photo- résistances. Dans le premier diviseur de tension 33, le montage en série d'une premier photorésistance 29 et d'une diode 30 conductrice vers la prise est branché entre la sortie de l'amplificateur et la prise, et le montage en série d'une seconde photorésistance 21 et diode 23 conductrice vers le potentiel de référence est branché entre la prise et le potentiel de référence. Chaque montage en série est en parallèle avec une résistance 39, 40. Dans le second diviseur de tension-34, une première photorésistance 32 est branchée entre la sortie de l'amplificateur et la prise, et une seconde photorésistance 22 entre la prise et le potentiel de référence. Les deux premières photorésistances 29, 32 des deux diviseurs de tension 33, 34 sont exposées à l'intensité lumineuse d'une première lampe 31 et les deux secondes photorésistances 21, 22 des deux divi- seurs de tension à l'intensité lumineuse d'une seconde lampe 20. Les deux lampes 20, 31 sont reliées par leurs premières bornes et leurs secondes bornes sont reliées chacune à une diode 37, 38, en série avec l'entrée de la grandeur réglante, la première diode 38 étant con- ductrice dans le sens reliant la première lampe 31 à l'entrée de la grandeur réglante et la seconde diode 37 dans le sens reliant l'en- trée de la grandeur réglante à la seconde lampe 20. Le choix de la valeur de la tension U entre le potentiel de M référence et la valeur maximale de la grandeur réglante fixe le pas- sage de la plage de régulation progressive à la plage de régulation dégressive. Lorsque la grandeur réglante est supérieure à UM, un courant circule dans la diode 37 et la lampe à incandescenceldiode électro- luminescente 20, tandis que la diode 38 est bloquée. Le couplage optique avec la photorésistance 21 produit une réaction non- linéaire, qui conduit à une régulation progressive. Lorsque la grandeur réglante est par contre inférieure à UM, la diode 37 est bloquée et la diode 38 précédemment bloquée devient conductrice. Un courant circule dans la lampe/diode électroluminescente 31. Le couplage optique avec la photorésistance 29 produit une réaction également non-linéaire qui, par suite du montage de la photorésis- tance 29 et de la diode 30 dans le diviseur de tension 33, conduit toutefois à une régulation dégressive. Le diviseur de tension 34, constitué par les photorésistances 22 et 32, assure également dans ce cas la compensation du gain. Le diviseur de tension constitué par les résistances 39 et 40 assure le maintien de la réaction quand la tension du convertisseur fréquencetension 18 est égale à ou voisine de la tension UM du point 36. La valeur de consigne, influencée par le montage selon l'inven- tion, est prélevée sur le point 35, puis transmise à l'organe de réglage du papillon de gaz. D'autres réalisations de l'invention sont concevables. Une came tridimensionnelle tournante est par exemple utilisable à la place du ressort en feuillard d'acier. Il est également possible d'insérer la transmission dans une commande par microprocesseur. - 2483012 Revendications 1. Dispositif pour la commande de la position du papillon de gaz ou de la pompe d'injection d'un moteur à combustion interne, en parti- culier pour véhicules comportant une pédale d'accélérateur, ledit dispositif étant caractérisé par un générateur de fonction qui fixe la relation entre la position du papillon de gaz ou de la pompe d'injection et la position de la pédale d'accélérateur, selon une fonction qu'une grandeur réglante permet de faire varier. 2. Dispositif selon revendication 1, caractérisé par l'utilisation de la vitesse du véhicule comme grandeur réglante. 3. Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce qu'-un facteur, affecté à une autre grandeur au moins, permet de faire varier la gran- deur réglante. 4. Dispositif selon revendication 3, caractérisé par l'utilisation du rapport enclenché comme autre grandeur. 5. Dispositif selon revendication 3, caractérisé par l'utilisation de la température de la chaussée comme autre grandeur. 6. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 5, carac- térisé en ce que le générateur de fonction est constitué par un ressort en feuillard d'acier (5), dont une extrémité (6) est montée en rotation et dont l'autre extrémité est montée en rotation et en translation axiale, un organe de réglage (4) muni d'un moto-réducteur faisant tourner une extrémité au moins en fonction de la grandeur réglante, de façon que le ressort en feuillard d'acier (5) forme, selon le sens de flexion, une courbe progressive, linéaire ou dégressive, sur laquelle la tringlerie reliant la pédale d'accélérateur (10) au papillon de gaz (12) est guidée par une de ses articulations (9). 7. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 5, carac- térisé en ce que le générateur de fonction est constitué par un amplificateur opérationnel (16), dont l'entrée non-inverseuse reçoit un signal électrique affecté à la position de la pédale d'accélérateur et dont la sortie est reliée au potentiel de référence du montage par deux diviseurs de tension (26, 27) en parallèle et dont la grandeur réglante fait varier le rapport de division, la prise du premier diviseur de tension (26, 33) étant reliée à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel et la prise (28, 35) du second diviseur de tension (27, 34) à l'organe de réglage du papillon de gaz ou de la pompe d'injection. 8. Dispositif selon revendication 7, caractérisé en ce que les deux diviseurs de tension (26, 27) sont constitués chacun, entre la sortie de l'amplificateur et la prise, par une résistance pure (24, 25) et, entre la prise et le potentiel de référence, par une photorésistance (21, 22) éclairée par une lampe (20) commune, dont l'intensité lumi- neuse est affectée la grandeur réglante; et dans le premier diviseur de tension (26), une diode (23) est branchée entre la photorésistance et le potentiel de référence, et conductrice vers ledit potentiel. 9. Dispositif selon revendication 7, caractérisé en ce que dans le premier diviseur de tension (33), le montage en série d'une première photorésistance (29)-et d'une diode (30) conductrice vers la prise est branché entre la sortie de l'amplificateur et la prise, et le montage en série d'une seconde photorésistance (21) et d'une diode (23) conductrice vers le potentiel de référence est branché entre la prise et ledit potentiel; chaque montage en série est en parallèle avec une résistance (39, 40); dans le second diviseur de tension (34), une première photorésistance (32) est branchée entre la sortie de l'amplificateur et la prise, et une seconde photorésistance (22) entre la prise et le potentiel de référence; les deux premières photo- résistances (29, 32) des deux diviseurs de tension (33, 34) sont exposées à l'intensité lumineuse d'une première lampe (31) et les deux secondes photorésistances (21, 22) des deux diviseurs de ten- sion (33, 34) à l'intensité lumineuse d'une seconde lampe (20); les premières bornes des deux lampes (20, 31) sont reliées entre elles et les secondes bornes sont reliées chacune à une diode (37, 38) en série avec l'entrée de la grandeur réglante, la pemière diode (38) étant conductrice dans le sens reliant la première lampe (31) à l'entrée de la grandeur réglante et la seconde diode (37) dans le sens reliant l'entrée de la grandeur réglante à la seconde lampe (20).