Brevet FR2493399A1 — publié le 19820507

La présente invention se rapporte à un dispositif d'alimentation en carburant pour alimenter en carburant un moteur à combustion interne du type comportant une pompe à carburant pour distribuer du carburant au moteur, un élément mobile à l'intérieur de la pompe, la position de cet élément déterminant le débit de carburant fourni au moteur, des moyens électromagnétiques pour commander la position de cet élément, ces moyens, lorsqu'ils sont excités, provoquant le déplacement de l'élément pour ac contre le débit de carburant fourni au moteur, et des moyens de commande électroniques fonctionnant en réponse à la vitesse du moteur pour commander l'écoulement de courant électrique dans les moyens électromagnétiques. Un exemple d'une pompe telle que définie au paragraphe précédent a été décrit dans le brevet britannique nO 2.037.365. Dans ce cas, l'élément mobile est sensible à une pression de fluide et les moyens électromagnétiques comprennent une soupape qui commande la pression appliquée audit élément. Il est possible de réaliser des moyens de commande électroniques complexes conçus pour être utilisés avec cette pompe et qui font partie du dispositif. Les moyens de commande peuvent prendre en considération divers paramètres de fonctionnement du moteur pour assurer une commande correcte de l'alimentation en carburant du moteur correspondant afin d'assurer que le moteur fonctionne aussi efficacement et aussi économiquement que possible sans qu'il soit produit un niveau de fumée supérieur au niveau maximal toléré dans les gaz d'échappement du moteur.Il est possible qu'un tel dispositif soit l'objet d'une panne telle qutil ne soit plus alors fourni de carburant au moteur. Dans une telle situation, il est désirable que l'on puisse mettre en service des moyens de commande relativement peu compliqués qui permettent au moins de faire fonctionner le moteur sans lui permettre de fonctionner à une vitesse excessive. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif du type spécifié sous une forme simple et commode. Conformément à la présente invention, dans un dispositif d'alimentation en carburant du type spécifié, les moyens de commande électroniques comprennent des moyens transducteurs pour produire des signaux à des positions prédéterminées d'une partie tournante du moteur, un premier circuit qui reçoit les signaux et qui produit des signaux de sortie ayant une durée approximativement constante à la réception desdits signaux, un second circuit auquel ces signaux de sortie sont appliqués et qui, en l'absence des signaux de sortie, excite les moyens électromagnétiques et d'autres moyens pour régler la durée des signaux de sortie. On décrira maintenant un exemple d'un dispositif d'alimentation en carburant selon l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe longitudinale verticale d'une pompe faisant partie du dispositif; La figure 2 est un schéma-bloc de moyens de commande électroniques servant à commander le fonctionnement de la soupape représentée sur la figure 1; La figure 3 est un diagramme des impulsions produites dans les moyens de commande électronique; et La figure 4 représente un mode de réalisation des moyens de commande électroniques. La pompe représentée sur la figure 1 à laquelle on se référera, comprend un corps 10 qui est formé en deux parties, 11, 12, la partie Il étant munie de pattes percées 13 de telle sorte qu'elle puisse être fixée au moteur correspondant. La partie 11 porte un arbre d'entrainement rotatif 14 qui, en service, est accouplé à un organe d'entrainement du moteur correspondant de sorte que l'arbre 14 tourne en synchronisme avec le moteur. L'arbre d'entrainement s'étend dans une chambre 15 de forme générale cylindrique et a une partie 14A de plus grand diamètre en forme de cuvette située à l'intérieur de la chambre. La partie de plus grand diamètre est munie de deux fentes 16 diamétra lement opposées, et elle est également creuse. L'ext té ouverte de la partie de plus grand diamètre est positionnée autour d'une partie saillante 17 formée sur la partie 12 du corps. Le reste de la surface intérieure de la partie de plus grand diamètre va en s'évasant sous forme d'un tronc de cône à des fins que l'on décrira ultérieurement. L'arbre d'entrainement est également muni d'un contre-alésage 18 et un joint d'huile 19 est disposé au niveau de l'extrémité extérieure de la partie Il du corps de façon à être en appui contre l'arbre d'entrainement. Ce dernier est porté par un palier lisse 20. L'arbre est retenu à l'encontre d'un mouvement axial par des surfaces de butée qui sont en appui contre les surfaces d'extrémité de la partie de plus grand diamètre de l'arbre. Dans un cas, la surface de butée est formée directement par la partie 12 du corps tandis que, dans l'autre cas, la surface de butée est formée par une plaque annulaire 21 qui entoure l'arbre d'entrainement et qui sert en outre, de couvercle d'extrémité pour une pompe 22 d'alimentation en carburant basse pression.Le rotor 22A de cette pompe d'alimentation est portée par l'arbre d'entrainement et il porte, à son tour, des palettes qui coopèrent avec une surface disposée excentriquement formée sur une bague de stator 22B portée à l'intérieur de la partie 17 du corps. La pompe basse pression comporte un orifice 23 d'entrée de carburant relié à un orifice 23A d'arrivée de carburant formé dans un bottier fixé à la partie du corps. La pompe basse pression comporte également un orifice de sortie 24. Une soupape de décharge 25 est prévue pour assurer que la pression de sortie de la pompe basse pression reste à l'intérieur de limites désirées. Dans la partie 12 du corps est formé un alésage cylindrique 26 dans lequel est fixé un manchon 27. Le manchon 27 loge un organe distributeur 28 mobile axialement et angulairement qui fait saillie dans la chambre 15 et compor te une partie de tête élargie située à l'intérieur de la chambre. Un alésage 29 s'étendant transversalement est formé dans la partie de tête, alésage dans lequel sont logés deux plongeurs de pompage 30 à mouvement alternatif. L'alésage 29 communique avec un passage borgne 31 qui est formé dans 1 'organe distributeur et qui est obturé par un bouchon à son extrémité située à l'intérieur de la partie de tête. Le passage communique avec une paire de fentes longitudinales 32 diamétralement opposées formées dans la périphérie de l'organe distributeur et également avec une fente longitudinale unique 33 également formée dans la périphérie de l'organe distributeur. La fente 33 peut communiquer successivement avec une série d'orifices de sortie 34 formés dans le manchon et traversant la partie 12 du corps. Les orifices 34 communiquent avec des orifices de sortie 35 et avec les buses d'injection respectives du moteur correspondant. Les fentes 32 s'alignent successivement avec des orifices d'entrée 37 qui sont formes dans le manchon et qui s'étendent vers l'intérieur à partir d'une rainure circonférentielle 38 qui communique avec l'orifice de sortie 24 de la pompe basse pression par l'intermédiaire d'un robinet 30 de commande par tout ou rien qui est commandé par un dispositif 40 à solénolde. Une bague à cames annulaire 41 entoure la partie de tête de l'organe distributeur 28, bague sur la surface périphérique intérieure de laquelle sont formées des paires de bossages de came diamétralement opposés. Dans l'exemple particulier représenté, la bague comporte trois paires de bossages de came étant donné que l'appareil est destiné à alimenter en carburant un moteur à six cylindres. La bague 41 à cames peut être déplacée angulairement autour de l'axe de rotation de l'organe distributeur par un dispositif commandé par une pression de fluide désigné par la référence générale 42 et raccordé à la bague à cames par un goujon 43 disposé radialement. Deux organes suiveurs de-came, dont chacun com porte un galet 44 porté dans un sabot 45, sont positionnés chacun sur l'extrémité extérieure d'un plongeur respectif. Les organe s suiveurs de came sont retenus axialement par rapport à l'organe distributeur par une paire de plaques latérales 46, 47 qui sont fixées aux faces latérales de la partie de tête de l'organe distributeur. Les plaques latérales ont une forme annulaire et ont des parties s'étendant vers l'extérieur qui sont logées dans les fentes 16 formées dans l'arbre d'entrainement. Les faces latérales circonférentielles des sabots sont munies de saillies 49 s'étendant circonférentiellement dont les surfaces extérieures ont une section décroissante ou tronconique de façon à coopérer avec la surface tronconique formée sur la surface interne de la partie de plus grand diamètre de l'arbre d'en tratnement. En service, lorsque du carburant est fourni à l'alésage 29, au moment où une rainure 32 est alignée avec un passage d'entrée 37, les plongeurs 30 sont déplacés vers l'extérieur par la pression du carburant, et, en se dépla çant, ils communiquent un mouvement de déplacement vers l'extérieur aux sabots 45 et aux galets 44. Le déplacement vers l'extérieur est limité par la venue en butée des surfaces tronconiques formées sur les sabots et sur l'arbre et, en déplaçant axialement l'organe distributeur, on peut modifier l'importance du déplacement vers l'extérieur des sabots. Ainsi, on peut commander la quantité de carburant fournie à l'alésage 29 et ceci détermine, à son tour, la quantité de carburant fournie par les orifices de sortie 34 lorsque les plongeurs 30 sont déplacés vers l'intérieur par une paire de bossages de came. La position axiale de l'organe distributeur est modifiée hydrauliquement et on obtient ce résultat en modifiant la pression régnant à l'intérieur d'une chambre 50 délimitée par l'extrémité de l'alésage 26 formé dans la partie 12 du corps. L'extrémité de l'alésage 26 est fermée par un organe obturateur et du carburant sous pression est intro duit dans la chambre 50 par l'intermédiaire d'un orifice étranglé 51 porté par le manchon 27. L'orifice 51 communique avec l'orifice de sortie 24 de la pompe 20 et le carburant peut s'échapper de la chambre 50, de sorte que la pression régnant dans la chambre peut être commandée, par une soupape 52 à commande électromagnétique.En outre, l'organe distributeur est sollicité par un ressort de compression hélicoidal 53 monté à l'intérieur de l'alésage 18, le ressort agissant entre l'arbre d'entraînement et l'or- gane distributeur et servant à repousser l'organe distributeur à l'encontre de l'action du carburant sous pression contenu dans la chambre 50. Un transducteur 54 est disposé à l'intérieur de la chambre 50 et il comporte une partie qui tourne avec l'organe distributeur. Le transducteur 54 fournit une indication de la vitesse de rotation de l'organe distributeur et, aux fins du dispositif de commande habituel, il fournit une indication du réglage axial de l'organe distributeur. Comme représenté sur la figure 2 à laquelle on se référera maintenant, le signal produit par le transducteur 54 est appliqué à un circuit 55 de transformation du signal en un signal à forme d'onde rectangulaire, ou circuit conformateur et signal de sortie de ce circuit est appliqué à deux circuits à retard 56, 57. Les signaux de sortie des circuits 56 et 57 sont appliqués à un circuit d'alimentation en courant 58 dont le signal de sortie est un courant électrique qui est appliqué à l'enroulement de la soupape 52. Sur la figure 3 à laquelle on se référera maintenant, le signal produit par le transducteur 54 est représenté par une courbe 54A, le signal de sortie du circuit conformateur 55 par une courbe 55A, le signal de sortie du circuit à retard 56 par une courbe 56A et le courant qui circule dans l'enroulement de la soupape 52 par une courbe 52A. On peut voir que le signal produit par le transducteur est d'une nature intermittente et non pas continue. Ceci est essentiel pour le fonctionnement du dispositif de commande. Le signal de sortie du circuit conformateur 55 est, comme il est prévisible, constitué par une série d'impulsions séparées par un intervalle TI qui diminue lorsque la vitesse de rotation de l'organe distributeur s'accroit. Le signal de sortie du circuit à retard 56 est une impulsion d'une durée T2, l'impulsion étant déclenchée par le front avant de l'impulsion produite par le circuit conformateur. La durée des impulsions produites par le circuit à retard 56 esbvariable en termes de temps comme on l'expliquera.Lorsqu'une impulsion est produite par le circuit 56, le circuit 58 interrompt la fourniture de courant à 1 'enroulement de la soupape 52 et, étant donné que la soupape est sollicitée par un ressort vers la position fermée, la pression régnant dans la chambre 50 s'accroît de sorte que l'organe distributeur est déplacé pour réduire la quantité de carburant fournie au moteur. Si, par exemple, il y a un accroissement de la vi tésse du moteur, l'intervalle de temps TI devient plus petit et, par conséquent, la différence de temps entre les impulsions TI et T2 devient plus petite de sorte que le flux de courant moyen circulant dans l'enroulement du solé noise de la soupape 52 est réduit. Ceci a pour effet d'accroître la pression régnant dans la chambre 50 de sorte que la vitesse de moteur est commandée. Si, d'autre part, la vitesse du moteur diminue, la différence en termes de temps entre les impulsions T7 et T2 devient plus grande de sorte qu'un débit de carburant accru est fourni au moteur. De même, si la longueur de l'impulsion T2 est changée comme on l'expliquera, la différence de temps entre les impulsions T1 et T2 peut être modifiée de manière à commander la quantité de carburant fournie au moteur. Sur la figure 2, on a représenté un circuit à retard supplémentaire 57 et ce dernier applique un signal continu au circuit 58 pour empêcher l'application de courant au solénolde de la soupape 52 dans le cas où l'intervalle de temps-entre les impulsions produites par le cir cuit conformateur dépasse une valeur prédéterminée. Cet intervalle de temps est, par exemple, supérieur au plus long intervalle de temps qui peut être obtenu par exemple lorsque le moteur tourne au ralenti. Le circuit à retard 57 empêche, par conséquent, le fonctionnement du circuit dans le cas où les signaux du transducteur cessent d'être appliqués.Sur la figure 4 à laquelle on se référera maintenant, les moyens de commande électroniques représentés comprennent des première et seconde bornes 59, 60 destinées à être connectées respectivement à la borne positive et à la borne négative d'une source de courant continu telle que, par exemple, un accumulateur. Une borne du transducteur est connectée à la ligne d'alimentation négative tandis que l'autre borne du transducteur est connectée à une. borne d'un condensateur 61 dont l'autre borne est connectée à la jonction d'une paire de résistances 62, 63 montées en série entre les lignes d'alimentation positive et négative. En outre, la jonction des résistances est connectée à la borne d'entrée inverseuse d'un comparateur 64 dont la borne d'entrée non inverseuse est connectée à la ligne d'alimentation négative par l'intermédiaire d'une résistance 65.En outre, il est prévu une résistance de réaction 66 laquelle est connectée entre la sortie du comparateur 64 et la borne d'entrée non inverseuse de ce zen dernier. La borne de sortie du comparateur 64 est connectée à la ligne positive par l'intermédiaire d'une résistance 67, à l'anode d'une diode 68 et à la borne d'entrée inverseuse d'un comparateur 69. La cathode de la diode 68 est connectée, par l'intermédiaire d'une résistance 70, à la borne de sortie du comparateur 69 et à l'une des plaques d'un condensateur 71 dont l'autre plaque est connectée à la ligne négative. La cathode de la diode est également connectée à la ligne négative par l'intermédiaire d'une résistance 72 et d'un condensateur 73 montés en parallèle. La sortie du comparateur 69 est connectée à la borne d'entrée inverseuse d'un comparateur 74. Les bornes d'entrée non inverseuses des comparateurs 69 et 74 sont connectées à la ligne d'alimentation positive par l'intermédiaire d'une résistance 75 et à la ligne d'alimentation négative par l'intermédiaire d'une paire de résistances 76, 77, montées en série. La valeur de la résistance 77 peut être modifiée, comme on l'expliquera. La borne de sortie du comparateur 74 est connectée à la borne de base d'un transistor 78 dont le collecteur est connecté à la ligne d'alimentation positive et dont l'émetteur est connecté à la ligne d'alimentation négative par l'intermédiaire de l'enroulement de la soupape 52. En outre, la borne de base du transistor 78 est connectée à la ligne d'alimentation positive par l'intermédiaire d'une résistance 79 et elle est également connectée à la cathode d'une diode de Zener 80 dont l'anode est connectée à la ligne d'alimentation négative. Le comparateur 64, en combinaison avec les résistances coopérantes, constitue le circuit conformateur et les valeurs des résistances sont choisies telles que si aucun signal n'apparais à la sortie du comparateur 64, comme ceci est le cas lorsque le moteur est à l'arrêt ou lorsque les connexions avec le transducteur sont rompues, le condensateur 73 est déchargé par l'intermédiaire de la résistance 72 et le condensateur 71 est déchargé par l'intermédiaire des résistances 70 et 72 en série. Dans ce cas, le signal de sortie du comparateur 74 est à un bas niveau et le transistor 78 est dans un état non conducteur de sorte qu'aucun courant ne circule dans l'enroulement de la soupape 52. Lorsqu'un train d'impulsions est appliqué au circuit conformateur et qu'une impulsion apparaît à la sortie du comparateur 64, le condensateur 73 est chargé par l'intermédiaire de la résistance 67 et de la diode 68 et le comparateur 69 est commuté de sorte que son signal de sortie tombe à un bas niveau, déchargeant de ce fait, le condensateur 71 et provoquant, comme dans le cas précédent, la retombée à un bas niveau du signal de sortie du comparateur 74. Lorsque le signal de sortie du comparateur 64 passe à un bas niveau, le signal de sortie du comparateur 69 passe à un haut niveau, ce qui permet au condensateur 71 d'être chargé par le condensateur 73, par l'intermédiaire de la résistance 70. Le signal de sortie du comparateur 76 reste à un bas niveau jusqu'à ce que la tension aux bornes du condensateur 71 atteigne une valeur telle qu'elle dépasse la tension à la jonction des résistances 75 et 76. Lorsque cette tension est dépassée, le signal de sortie du comparateur 74 passe à un haut niveau de sorte que le transistor 78 est rendu conducteur pour permettre au courant de s'écouler dans l'enroulement de la soupape.Lorsque le signal suivant est produit par le transducteur, le signal de sortie du comparateur 64 passe à un haut niveau et le signal de sortie du comparateur 69 passe à un bas niveau déchargeant à nouveau le condensateur 71 et permettant au condensateur 73 de se charger de sorte que le processus est répété. On peut modifier la longueur de l'intervalle de temps T2 en réglant la résistance 77 et, avantageusement, ce réglage est associé à la commande de l'opérateur. On décrira maintenant le fonctionnement du circuit à retard 57. La constante de temps du condensateur 73 et de la résistance 72 est telle que la tension aux bornes du condensateur 73 est approximativement constante à la vitesse minimale du moteur. Le condensateur 73 est chargé par les impulsions de courant qui s'écoulent à travers la résistance 67 et la diode 68 et déchargé principalement par la résistance 72 et en partie par la résistance 70 lorsque le signal de sortie du comparateur 69 est à un bas niveau. Lorsque la fréquence des impulsions d'entrée diminue, le taux de charge du condensateur 73 diminue et sa tension moyenne baisse. Par conséquent, à une faible fréquence des impulsions d'entrée, la tension aux bornes du condensateur 73 tombe à une valeur qui est inférieure à la tension à la jonction des résistances 75 et 76 de sorte que le comparateur 74 ne passe pas à un haut niveau. L'objet de la diode de Zener 80 est d'assurer qu'une tension approximativement constante soit appliquée aux bornes de l'enroulement de la soupape malgré les variations de tension de la source. Le fait que la borne d'entrée non inverseuse du comparateur 69 soit connectée à la borne d'entrée non inverseuse du comparateur 74 est sans influence sur le fonctionnement du circuit et, si désiré, on peut utiliser des moyens de polarisation séparés. La diode de Zener remplit également une autre fonction lorsque le signal de sortie du comparateur 74 tombe à un bas niveau. Dans cette situation, le transistor 78 tente de passer à l'état non conducteur. Du fait de la nature inductive de l'enroulement de la soupape 52, lorsque le transistor tente de passer à l'état non conducteur, la tension à ltémetteur du transistor devient négative du fait de la force contre-électromotrice. La base du transistor est également rendue négative mais la diode de Zener 80 agit alors comme une diode normale pour limiter l'excursion négative de la base du transistor et limite, de ce fait, la force contre-électromotrice engendrée aux bornes de l'enroulement de la soupape. Dans le circuit réalisé en pratique représenté sur la figure 4, lntervalle de temps T2 varie, en fait, légèrement en fonction de la vitesse du moteur. Ceci est dû au fait que la largeur de l'impulsion produite par le circuit conformateur varie en fonction de la vitesse. La variation de temps est cependant courte par rapport à ligne tervalle de temps T2 de sorte que son effet peut être négligé. Si désiré, cependant, on peut modifier le circuit conformateur de façon qu'il fournisse une impulsion de sortie de longueur constante. Le dispositif tel que décrit ne tient compte que de la vitesse du moteur et il agit de manière à assurer que la vitesse de sécurité du moteur n'est pas dépassée. Le degré de commande est, par conséquent, inférieur à celui qui serait obtenu au moyen de l'agencement de commande plus complexe. IEVENDICATIONS 1) Un dispositif d'alimentation en carburant pour alimenter en carburant un moteur à combustion interne, comportant une pompe (10) à carburant pour distribuer du carburant au moteur, un élément (28) mobile à l'intérieur de la pompe, la position de cet élément déterminant le débit de carburant fourni au moteur, des moyens électromagnétiques (52) pour commander la position de cet élément, ces moyens, lorsqu'ils sont excités, provoquant le déplacement de l'é- lément pour accroître le débit de carburant fourni au moteur, et des moyens de commande électroniques fonctionnant en réponse à la vitesse du moteur pour commander l'écoule- ment de courant électrique dans les moyens électromagnétiques, caractérisé en ce que les moyens de commande électroniques comprennent des moyens transducteurs (54) pour produire des signaux à des positions prédéterminées d'une partie tournante (28) du moteur, un premier circuit (56) qui reçoit les signaux et qui produit des signaux de sortie ayant une durée approximativement constante à la réception desdits signaux, un second circuit (58) auquel ces signaux de sortie sont appliqués et qui, en l'absence des signaux de sortie, excite les moyens électromagnétiques, et d'autres moyens (77) pour régler la durée des signaux de sortie. 2) Dispositif d'alimentation en carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un troisième circuit (57) qui reçoit les signaux des moyens transducteurs (54) et qui fournit un signal au second circuit (58) pour empêcher l'excitation des moyens électromagnétiques (52) dans le cas où l'intervalle de temps entre les signaux produits par les moyens transducteurs dépasse une valeur prédéterminée ou dans le cas où lesdits signaux cessent.