Brevet FR2488333A1 — publié le 19820212

- 1 - La présente invention concerne un montage élec- trique destiné à actionner le relais d'une pompe à carburant en fonction du nombre de tours du moteur ali- menté par cette pompe. L'idée d'arrêter l'arrivée de carburant lorsqu'un moteur sous surveillance, notamment le moteur d'un vé- hicule, tourne à une vitesse supérieure à la vitesse maximale admissible, est nouvelle. Le problème que l'invention a résolu consistait à réaliser cette idée au moyen de composants électro- niques et de faire en sorte que les tolérances de ces composants restent le plus possible sans influence sur l'ensemble du fonctionnement. La solution que propose l'invuntion consiste à pré- voir une électronique qui ferme ou ouvre le circuit d'un relais, à appliquer à cette électronique des impulsions d'horloge analogiques de la vitesse du moteur, à comparer ces impulsions à une valeur prescrite fixe qui correspond au temps minimal admissible entre deux impulsions d'al- lumage, et à faire en sorte que le circuit du relais, lorsque la tension de service est appliquée et que le mo- teur tourne, ne soit ouvert que lorsque le temps entre deux impulsions d'allumnge descend au-dessous de la valeur minimale admissible et soit reefer,,6 saslement lorsque l'intervalle de temups entre deux impulsions d'alkumage est au moins légèrement plus grand que la dite valeur. Une forme de réalisation plus élaborée est caracté- risée en ce qu'en série avec le relais alimenté en cou- rant continu (tension d'alimentation) est branché le parcours 6metteurcollecteur d'un transistor dont la base est commandée par la sortie Q d'une bascule (flip- flop) qui, d'une part reçoit à l'entrée des impulsions rythmées provenant du générateur d'impulsions TD et d'autre part, est commandée k l'entrée par la sortie 3 d'un trigger de Schzmitt qui émet à sa sortie 3 un signal constant lequel correspond au plus petit intervalle ad- missible entre deux impulsions d'allur.tje, est déclen- ché par le fanc négatif de chaque impulsion d'allumage et reste maintenu pendant un temps fixe, et en ce que la sortie Q de la bascule présente le signal "1" tant que l'entrée ne reçoit le signal "1" de la sortie 3 du trigger de Schmitt que lorsque l'entrée est commandée par le signal "0" du générateur d'impulsions et que par conséquent le transistor est conducteur, et en ce que la sortie Q de la bascule présente le signal "0" lorsque l'entrée de la bascule est commandée par le signal "1" tandis qu'également l'autre entrée est commandée par le signal "1" et que de ce fait le transistor n'est pas conducteur. Cette disposition du transistor présente pour avan- tage que le signal d'allumage arrivant subit une rotation de 180 , et que de ce fait est engerndréun flanc montant à forte pente. Le signal d'alluma-ge présente normalement un flanc positif mountant relativement plat et un flanc négatif descendant relativement abrupt. Cependant, étant donné que l'impulsion du générateur doit être transmise avec un flanc positif abrupt, l'in- version de 180 est utile parce que le flanc abrupt précé- demment négatif forme alors le flanc positif abrupt. En outre, le transistor n'est pas conducteur pour un signal négatif et protège ainsi l'électronique placée à la suite. Une forme de réalisation plus élaborée et préférée est caractérisée en ce que la fréquence du rythme présent au générateur d'impulsions se trouve divisée par deux par une bascule (flip-flop), et en ce que le calcul pour déterminer si le domaine de vitesse admissible est dé- passé est effectué à la bascule par commande du flanc. Il est de plus prévu qu'en amont du générateur d'im- pulsions soit branchée la base d'un transistor dont le colecteur sous tension d'alimentation est relié à l'en- trée d'impulsions d'une bascule (flip-flop) tarndis que son émetteur est à la masse, que la sortie inversée t de la bascule est réinjectée à l'entres de ce dernier, - 2 - -3 - 2488333 que la sortie de la bascule comnde l'entrée de la bas- cule ainsi que, par l'intermédiaire d'un condensateur qui fait partie d'un circuit différentiateur, l'entrée du trigger de Schmitt dont le transistor de décharge commando à sa sortie reliée à l'entrée 6 le chargement du condensateur du circuit de temps. La division par deux de la succession d'impulsions par la bascule empêche que l'impulsion d'allumage suivante tombe déjà dans la phase de décharge du condensateur 03. Ce montage permet de détecter que lorsque le rythme réduit (flanc réduit à J) rencontre la bascule 2 (entrée de rythme) et que l'entrée D est positive, la vitesse ma- ximale admissible du-moteur est dépassée. Un autre avantage est que l'intervalle de temps mini- mum admissible entre deux i2ulsions d'allumage se trouve formé par l'étage basculeur monostable avec ses circuits de temps. Il est en outre envisagé que l'évaluation soit tou- jours effectuée toutes les deux impulsions au générateur d'impulsions. Par ailleurs, il est avantageux que par modification du circuit différentiateur le montage puisse être utilisé pour tous les types de moteur. Une forme de réalisation plus élaborée de l'invention consiste à brancher entre la sortie du trigger de Schmitt et l'entrée de bascule, par l'intermédiaire d'une résis- tance série, la base d'un transistor dont l'émetteur est à la masse tandis que son collecteur est, par l'intermé- diaire d'une résistance et d'un condensateur en série avec elle, d'une part et en parallèle à cette résistance et à ce condensateur, relié à la tension de service par l'in- termédiaire d'une résistance, et qu'entre le condensateur et sa résistance est appliquée une liaison à l'entrée de positionnement 8 de la bascule. La combinaison (C04I, R9, R10i, T2) a pour tache d'assurer que lorsque la vitesse du moteur est comprise entre plus de 0 et 100 tours/minute le potentiel log. "0" soit présent à l'entrée de positionnement 8 de la bascule FF2. - 4 2488333 En outre, le temps durant lequel la pompe à car- burant continue de fonctinnner après avoir éte mise hors circuit (ce temps est g6néralement infériour à 1 seconde) est, après extinction de l'allumage, réglé par l'interm6diaire de la dite combinaison. De même, le r6glage (cadrage) de la bascule est effectud par l'inter- médiaire de cette même combinaison. Il est en outre avantageux que la sortie 13 de la bascule soit réinject6e à l'entrée du trigger de Schmitt, avec interposition d'une diode et d'une résistance en série. Ceci produit une hystérésis qui est r6glable et peut par exemple être égale à 100 tours/minute, pendant laquelle, après arrêt de la pompe par suite d'une vitesse trop élev6e, il ne peut se produire de remise en marche. Oe n'est alors que lorsque la vitesse sera inférieure d'au- moins par exemple 100 tours/minute à la vitesse maximale que l'électronique rendra le transistor T3 à nouveau con- ducteur. Sans cette hystérésis le fonctionnement à la vitesse maximale serait presque continuel, parce qu'il y aurait constramment ouverture et fermeture. Le montage est natu- rellement capable de fonctionner aussi sans hystérésis. Une forme de réalisation avantageuse prévoit que la base du transistor puisse être reliée à une borne d'ac- cvmulateur., par l'intermédiaire d'une diode de découplage et d'une résistanoe de base, le tout au moyen de la ser- rure d'allumage du moteur. Ltinvention est décrite ci-après plus en d6tail, en se référant d'une part à un schéma de montage (Fig. 1) annex6 qui représente une solution préfér6e au problème exposd en préambule, d'autre part à uni dl'egrmme de cycles. Description du montage On voit sur le schéma faint l'objet Ce la fig.1 la borne positive 15 et la borne négative 31 d'mun accumu- lateur installé sur un véhicule à moteur. Au Contact 30 est également présente une tension positive. Le relais A forme éventuellement le contact à la borne 87 qui repru- s ente -5- le raccordement à une pompe à carburant. La borne de raccordement 50 est mise sous tensinn positive au dé- marrage, par exemple par l'intermédiaire de l'inter- rupteur d'allumage. En partant de la borne 15 se trouve le relais A, sous tension de service, parallèlement auquel est bran- chée une résistance de protection R12 et qui, en outre, est relié au collecteur d'un transistor T3 dont l'émetteur est à la masse. A la base de ce transisto/est reliée la borne 50 par l'intermédiaire d'une diode D2 et d'une ré- sistance R14. La base est en outre, par l'intermédiaire d'une résistance Rll, attaquée par la sortie Q12 d'une bascule (D-flip-flop) FF2. Pour la suppression d'impul- sions parasites un condensateur C6 est place entre la base de T3 et la masse. La stabilisation de la tension à la borne 15 rap- portée à la masse du véhicule (borne 31) a lieu par l'in- termédiaire d'une résistance T13 et d'une diode Zener D3. Des tensions parasites provenant du réseau de bord sont interceptées par un condensateur C5. En outre est prévt une bascule (flip-flop) FF1 dont l'entrée d'impulsions 3 est reliée à 15 par l'intermé- diaire d'une résistance R3 qui, en même temps, sert de 2 résistance de collecteur pour un tmnsistor TI au collec- teur duquel est également appliquée l'entrée 3. L'émet- teur de T1 est à la masse. Sa base est, par l'intermé- diaire d'une résistance série de base R1, reliée à un gé- nérateur d'impulsions TD qui assure l'émission des im- pulsions on fonction de la vitesse du moteur. Un diviseur de tension R1, R2 et un condensateur de filtrage C1 sont interposés ou dérivés. La sortie QZ (signal inversé) de la bascule FF1 com- mande la sortie D5 de cetb bascule. L'entrée de position- nement S et l'entrée de renvoi R sont à la masse. La sortie Q1 commande l'entrée d'impulsions 11 d'une autre bascule (flip-flop) FF2 et aussi, par l'interme- diaire du condensateur C2 d'un circuit différentiateur _ 6 - 2488333 R4, 02, Ventrée 2 d'un trigger de Schmitt (Timer 555) IC2. La résistance R4 du circuit différentiateur est entre l'entrée 2 et la tension de service + (bornei5). L'entrée 14 de la bascule FF2 est reliée à la ten- sion de service +, les entrées 7 et R sont à la masse. La sortie Q13 est réinjectée à l'entrée 5 du tri- gger de Schmitt IC2 par l'intermédiaire d'une diode D1 et d'une résistance R7. L'entrée D9 de la bascule FF2 est commandée par la sortie 3 du trigger IC2, laquelle commande en outre, par l'intermédiaire d'une résistance série de base R8, la base d'un transistor ?2 dnnt l'émetteur est à la masse et dont le collecteur est relié à la tension de service + d'une part par l'intermédiaire d'une résistance R9 et d'un condensateur C4 en série avec cede résistance, d'autre part parl'intermèdiaire d'une résistance RiO. Entre le condensateur C4 et la résistance R9 est ac- couplée l'entrée 8 de positionnement de la bascule FF2. Les entrées 4 et 8 du trigger IC2 sont raccordées à la tension de service UB +, tandis que l'entrée 1 de ce tri- gger est à la masse et que la sortie 7 (transistor de d4charge interne) commande un circuit de temps R5, R6, C3. En partant de la tension de service UB +, R5, R6 et C3 sont en série, le condensateur C3 étant alors à la masse; R6 est une résistance réglable. La prise de la sortie 6 du trigger IC2 a lieu entre la résistance R6 et le con- densateur C3. Description du fonctionnement La description qui suit est basée sur le schéma de montage décrit ci-dessus avec référence à la fig. 1, et sur le diagramme de cycles faisant l'objet de la fig. 2. Lors de l'allumage du moteur du véhicule le relais A de la pompe à carburant se trouve raccordé par les bornes 15 (+) et 31 (-) à la source de courant continu du véhicule. Par l'intermédiaire de la résistance R13 et do la diode Zener D3 est assurée une stabilisation de la ten- sion à la borne 15 par rapport à la masse (31) du véhi- 7-- 2488333 eule. Le condensateur C5 protège l'électronique qui fait suite contre les tensions parasites se produisant dans le réseau de bord d'un véhicule. Etant donné qu'à l'allumage le niveau de la sortie 3 du trigger I02 (Timer 555) est égal à log. "On", le transistor T2 reste non conducteur. L'entrée de positionnement 8 du D-flip-flop FF2 se trouve raccordée à la tension de service stabilisée UB, par l'intermédiaire du montage en série des résistances R10 et R9 branchées en parallèle au condensateur C4. La sortie 12 est égale à log. "0" t le transis- tor T3 n'est pas conducteur; le relais A n'est pas ex- cité I la pompe à carburant raccordée à la borne 87 reste hors circuit. L'état statique des sorties 1 et 2 du D-flip-flop FF1 est sans importance. Au démarrage la borne 50 est mise à la tension de l'accumulateur, ce qui a pour effet de mettre le transis- tor T3 à l'état conducteur, par l'intermédiaire de la diode de découplage D2 et de la résistance de base R14 du transistor T3: le relais A se trouve excité g la borne 87 est reliée à la borne 30 (raccordement + à l'accumulateur) j la pompe à carburant est en marche. Par l'intermédiaire du raccordement TD parviennent alors à la base du transistor T1, par l'intermédiaire du diviseur de tension R1, R2, des impulsions rythmées situées dans le cadre des impulsions d'allu!ae (le rap- port de palpage de ce rythme est pratiquement sans impor- tance). Le transistor T1 inverse de 180 le signal de TD et l'envoie à l'entrée 3 du flip-flop FF1. Du fait que la sortie 2 de ce flip-flop réagit sur l'entrée 5 de celui- ci, FF1 bascule à chaque fois qu"un flanc positif se présente. Le rapport de palpage de ce signal est de 1:1. A chaque flanc négatif à la sortie 1 de FFI, un po- tentiel "0" est appliqué à l'entrée trigger 2 de IC2 (Ti- mer 555), par l'intermédiaire de 02 et pour une courte durée. - 8 - 2488333 La sortie 3 de IC2 passe alors à un potentiel positif. En m8me temps, le transistor de décharge in- terne à sa sortie 7 de I02 autorise le chargement du condensateur 03 par l'intermédiaire des résistances R6, R5. La sortie 3 de 102 n'est remise au potentiel 0" que lorsque la tension a atteint 2/3 UB; le condensateur se trouve déchargé (transistor de décharge interne) et maintenu à la masse jusqu'à une nouvelle impulsion trigger. A noter que lorsque la sortie 2 présente moins o10 de 1/3 UB la sortie 3 passe de "0o" à "1I, et que lorsque l'entrée 6 présente plus de 2/3 UB la sortie 3 passe de it." à o"". Le temps durant lequel la sortie 3 de IC2 présente le potentiel "l" est égal au temps minimum admissible entre deux iAulsions d'allumage (vitesse maximale admis- sible du moteur). A tout signal l"" à la sortie 3 de IC2 le transistor T2 devient conducteur. Le condensateur est, par l'intermédiaire de R9, char- gé par rapport à la masse. Le circuit C4, R9, T2 ou 04, R9, RIO est accordé de telle sorte que pour des vitesses du moteur comprises entre plusde 0 et au plus 100 tours/minute le potentiel log. "O" soit présent à l'entrée de positionnement 8 de FP2, de sorte que les entrées dynamiques 9 etil de FF2 sont actives. La sortie 1 de FF1 agit sur l'entréSe d'impulsions il de FF2. A chaque flanc positif à iL de FF2 l'état log. qui règne à cet instant à 9 est transmis è 13 et apparait inversé à la sortie 12. Si, à l'instant du déclenchement (trigger) il règne log. "n0" à 9, la sortie 12 devient log. "l" et ainsi le transistor T3 reste conducteur. L'allumage une fois réussi, il peut être mis fin au processus de démarrage du moteur. La pompe à carburant continue de fonctionner. Tant que le moteur tourne dans la limite de vitesse admissible, la sortie 12 de FF2 ne modifie pas son état log. -9- A mesure qu'augmente la vitesse du moteur l'ins- tant du déclenchement (trigger) (flanc positif à 11 de FF2) se rapproche de plus en plus du signal positif de I02/3. Si le flanc positif du trigger rencontre le signal positif à 9 de FF2, la sortie 12 devient log. "0" X le transistor T3 n'est pas conducteur et la pompe à carbu- rant se trouve mise hors circuit. Le moteur a donc dépas- sésa vitesse admissible, mais diminue maintenant que l'arrivée de carburant a cessé. Si alors le signal du trigger détecte a nouveau log. "0" à 9 de FF2, la pompe à carburant se trouve re- mise en circuit. La réinjection de la sortie 13 de FF2 à l'entrée de IC2 impose au seuil des 2/3 de la tension de service UB une petite hystérésis, ce qui évite un "battement" du relais A dans la plage des vitesses du moteur proches de la vitesse maximum admissible. Le montage peut toute- fois fonctionner sans hystérésis. Le condensateur C6 en liaison avec la résistance Rît sert à supprimer de courtes impulsions parasites qui peuvent apparaître à la sortie 12 de FF2 par suite de tensions parasites. En accordant le circuit différentiateur C3 et R5, R6 le relais peut être mis en oeuvre pour tous les types de moteur (4,6 ou S eylindres). Ceci est vrai aussi pour les moteurs diesel; dans ce cas, le signal nécessaire à TD est dérive du compte-tours ou d'autres appareils. Un réglage précis de la vitesse du moteur à laquelle la pompe à carburant doit être mise hors circuit est ef- fectue par l'intermédiaire de la résistance réglable R6. En outre, le relais de la pompe à carburant est mis hors circuit lorsque l'on coupe l'allumage. Le diagramme de cycles (fig. 2) illustre le proces- sus de manière simplifiée. Le repère 50 désigne le con- tact + relié à la serrure d'allumage du moteur du véhicule. La montée a lieu au début du processus de démar- rage, la descente à la fin du démarrage. TD illust.re la succession d'impulsions. La pre- - 10 - mière impulsion (à gauche) se produit plus tard que le début du processus de démarrage. Dès que le moteur a démarré une succession des impulsions telle que celle qui est représentée se produit. A mesure qu'aunmente la vi- tesse de rotation du moteur la fréquence des impulsions augmente elle aussi (de gauche à droite). 1 (FFI) d6signe le signal à la sortie de la bascule (flip-flop) FFi. A tout premier flanc négatif de TD est déclenché le flanc positif de 1, à tout second il est ramené, ce qui est une conséquence de la réinjection dans le but de ré- duire le nombre des impulsions (rapport I t 2). On voit par ailleurs que le signal TD subit une ro- tation de 1800. 3 (IC2) représente le signal de sortie à 3 du trigger de Schmitt IC2. Ce signal est émis à chaque fois que le signal 1 de la bascule FFI représenté au-dessus est ra- mené. La durée "t" du signal 3 correspond à l'intervalle de temps entre impulsinns lorsque le moteur tourne à la vitesse maximum admissible. Si 1 de FF1 a déjà le signal "l" pendant que 3 de IC2 a encore le signal "1" (voir tout à fait à droite sur le diagramme), la sortie Q 12 de FF2 reçoit le signal "0" et le transistor T3 n'est pas conducteur. La pompe 25. carburant ne fonctione donc pas. Ceci est représenté par 87 sur le diagramme. * Toutes les caractéristiques nouvelles, considérées sé- parement ou en combinaison, décrites dans le présent texte et/ou illustrées au dessin, sont considérées comme essentielles pour l'invention. - 11 - RVENDICATIONS 1. Montage électrique destiné à actionner le relais d'une pompe à carburant en fonction du nombre de tours du moteur alimenté par cette pompe, ce montage étant remarquable en ce qu'il comporte une électronique qui ferme ou ouvre re circuit d'un relais et à laquelle sont appliquées des impulsions d'horloge analogiques de la vitesse du moteur et comparées à une valeur prescrite fixe qui correspond au temps minimum admissible entre deux impulsions d'allumage, le circuit du relais n'étant ouvert, lorsque la tension de service est appliquée et que le moteur tourne, que lorsque le temps qui s'écoule entre deux impulsions d'allumage descend audessous de la valeur minimum admissible, ce circuit n'étant refermé que lorsque l'intervaIe de temps entre deux impulsions d'allumage est au moins légèrement plus grand que la dite valeur. 2. Montage électrique selon la revendication 1, remarquable en ce qu'en série avec le relais (A) alimen- té en courant continu (tension d'alimentation) est bran- ché le parcours émetteur-collecteur d'un transistor (T3) dont la base est commandée par la sortie Q (12) d'une bascule (flip-flop) (FF2) qui, d'une part, reçoit à l'en- trée des impulsions rythmées provenant du générateur d'impulsions (TD) et d'autre part, est commandée à l'en- trée par la sortie 3 d'un trigger de Schmitt qui émet à sa sortie 3 un signal constant lequel correspond au plus petit intervalle admissible entre deux impulsions d'al- lumage, est déclenché par le flanc négatif de chaque im- pulsion d'allumage et reste maintenu pendant un temps fixe, en ce que la sortie Q (12) de la bascule (FF2) présente le signal "1" tant que l'entrée (9) ne reçoit le signal "1" de la sortie 3 du trigger de Schmitt que lorsque l'entrée (11) est commandée par le signal "O" du générateur d'impulsions (TD) et que par conséquent le transistor (T3) est conducteur, et en ce que la sortie _- - 2488333 - 12 - (12) de la bascule (FF2> présente le signal "0" lors- que l'entrée (9) de la bascule (FF2) est commandée par le signal "1" tandis qu'également l'autre entrée (11) est commandée par le signal "1" et que de ce fait le transistor (T3) n'est pas conducteur, en ce que la fréquence du rythme présent au générateur d'impulsions (TD) se trouve divisée par deux par une bascule (flip-flop) (FFi1) et en ce que le calcul pour déterminer si le do- maine de vitesse admissible est dépassé est effectué à la bascule (FF2) par commande du flanc. 3. Montage électrique selon la revendication 1 ou 2, remarquable en ce qu'en amont du générateur d'impulsions (TD) est branchée la base d'un transistor (T1) dont le collecteur sous tension d'alimentation est relié à l'en- trée d'impulsions (3) d'une bascule (flip-flop) (FFI) tandis que son émetteur est à la masse, en ce que la sortie inversée Z (2) de la bascule (FF1) rdinjectée à l'entrée (5) de ce dernier, on ce que la sortie (1) de la bascule (FF1) commande l'entrée (11) de la bascule (FF2) ainsi que, par l'inter- médiaire d'un condensateur (C2) qui fait partie d'un cir- cuit différentiateur, (C2,R4), l'entrée (2) du trigger de m Schmitt (IC2) dont le transistor de décharge comlande à sa sortie (7) reliée à l'entrée (6) le chargement du condensateur (03) du circuit de temps (R5,R6,C3). 4. Montage électrique selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, remarquable en ce que l'intervalle de temps minimum admissible entre deux impulsions d'al- lumage se trouve formé par l'étage basculeur monostable (IC2) avec ses circuits de temps (03,R5,R6). 5. Montage électrique selon l'une quelconque des re- vendications i à 4, remarquable en ce que l'évaluation est effectuée au générateur d'impulsions (TD) toujours après la seconde de deux impulsions successives. 6. Montage électrique selon l'une quelconque des re- vendications i à 5, remarquable en ce qu'il est utilisable pour tous les types demoteur en faisant varier le circuit - 13 - de temps (C3,R5,R6) de ce montage. 7. Montage électrique selon l'-une quelconque des re- vendications 1 à 6, remarquable en ce qu'entre la sortie (3) du trigger de Schmitt (IC2) et l'entr6e (9) de la bascule, (FF2) est branchée, par l'interm6diaire d'une r6sistance s6rie (R8), la base d'mun transistor (T2) dont l'émetteur est à la masse tandis que son collecteur est, par l'intermédiaire d'une résistance (R9) et d'un condensateur (04) en série avec elle, d'une part et en parallèle à cette résistance et à ce condensateur, relié à la tension de service par l'intermédiaire d'une résis- tance (RIO), et en ce qu'entre le condensateur (04) et sa résistance (R9) est appliquée une liaison à l'entrée de positionnement (8) de la bascule (FF2). 8. Montage électrique selon l'une quelconque des re- vendications 1. 7, remarquable en ce que la sortie (13) de la bascule (FF2) est réinject6e à l'entrée (5) du trigger de Schmitt (IC2) avec interposition d'une diode (D1) et d'une résistance (R7) en série avec cete diode. 9. Montage électrique selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 8, remarquable en ce que la base du tran- sistor (T3) peut être reliée à une borne d'accumulateur (50), par l'intermédiaire d'une diode de découplage (D2) et d'une résistance de base (R14), le tout au moyen de la serrure d'allumage du moteur.