Brevet FR2497283A1 — publié le 19820702

La présente invention est relative à un dispo- sitif de commande du rapport air/combustible pour le sys- tème de commande des émissions d'un moteur à combustion interne monté sur un véhicule, et elle concerne plus par- 5 ticulièrement un dispositif destiné à être utilisé avec un moteur à combustion interne comportant un carburateur à double corps. Le système de commande des émissions destiné à purifier les gaz d'échappement au moyen d'un convertis- 10 seur catalytique à trois voies comporte un capteur de 02 pour détecter la concentration en oxygène des gaz d'échappement, un circuit électronique de commande par réaction pour évaluer la sortie du capteur de 2 et pour produire une sortie pouvant entraîner une électro- 15 vanne afin d'ajuster la quantité d'air devant être distri- buée au carburateur et régler ainsi le rapport air/combustible du mélange d'air et de combustible à la valeur stoechiométrique. Le carburateur à double corps comprend un côté 20 primaire et un côté secondaire qui entre en action dans des conditions de charges élevées pour augmenter la puis- sance de sortie du moteur. La partie secondaire doit éga- lement agir pour régler le rapport air/combustible dans des conditions de charges lourdes. Une électrovanne doit 25 par conséquent être prévue pour chaque partie du carbura- teur. Dans le cas d'un système de commande comportant deux électrovannes pour une partie du carburateur, il doit être prévu quatres électrovannes. Cependant l'électrovanne doit agir à haute fré- 30 quence, par exemple à 40 HZ et présenter une fiabilité élevée de fonctionnement et une grande durée de vie. Une électrovanne pouvant satisfaire à ces impératives est par suite coûteuse et de plus le système de commande pour plusieurs électrovannes est de fabrication et de fonc- 35 tionnement compliqués. En considérant maintenant les plages de fonc- 2497283 2 tionnement des deux parties du carburateur à double corps, lorsque le moteur fonctionne dans la plage d'action de la partie principale, la commande du rapport air/combustible pour le système principal de mesure 5 et le système de ralenti de la partie secondaire ne sont pas nécessaires.Par ailleurs, lorsque le moteur fonc- tionne dans la plage de la partie secondaire, la comman- de pour le système de ralenti dans la partie principale n'est pas nécessaire. De plus, la plage du système de 10 ralenti dans la partie secondaire est très étroite. Par conséquent, la commande du rapport air/combustible pour le système de ralenti n'est pas toujours nécessaire, compte-tenu du fait que du combustible est distribué par l'intermédiaire du système principal de mesure de 15 la partie principale. Le but de l'invention est par conséquent de fournir un dispositif dans lequel le rapport air/combustible pour le système principal de mesure dans la par- tie secondaire soit commandé au moyen d'une électrovanne 20 pour le système de ralenti dans la partie principale, lorsque le moteur fonctionne dans la plage d'action de la partie secondaire. L'invention a en conséquence pour objet un dispositif de commande du rapport air/combustible pour 25 un moteur à combustion interne comportant un carburateur à double corps comprenant une partie principale ayant - un système principal de mesure et un système de ralenti, et une partie secondaire ayant un système principal de mesure, un conduit d'admission, un papillon des gaz 30 prévu'dans chaque partie ou corps, un conduit d'échap- pement, un premier détecteur pour détecter la concentra- tion d'un constituant des gaz d'échappement traversant ledit conduit d'échappement, deux électrovannes pour corriger le rapport air/combustible du mélange distri- 35 bué par le carburateur, un circuit d'évaluation pour 24972 3 évaluer un signal de sortie provenant dudit premier dé- tecteur, et un circuit d'actionnenent pour actionner les électrovannes en fonction d'un signal de sortie dudit premier détecteur afin de régler le rapport air/ 5 combustible à une valeur approximativement égale au rapport stoechiométrique, un second détecteur pour pro- duire un signal de sortie lorsque le carburateur passe du fonctionnement sur le corps principal au fonctionne- ment avec le corps principal et le corps secondaire, 10 un premier passage reliant le système de ralenti de la partie primaire à l'une des électrovanne, un second passage reliant le système principal de mesure de ladite partie secondaire à ladite première électrovanne, un troisième passage reliant le système principal de mesure 15 de la partie principale àl'autre électrovanne, une élec- trovanne inverseuse pour modifier la liaison entre les- dites électrovannes et lesdits premier et second passa- ges, ladite électrovanne inverseuse étant agencée de fa- çon à faire normalement communiquer ladite électrovanne 20 avec ledit premier passage et pour faire communiquer ladite électrovanne avec ledit second passage sous l'ac- tion du signal de sortie du second détecteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description qui va 25 suivre faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels : - la Fig. 1 est un schéma d'un mode de réalisa- tion du dispositif suivant l'invention; - la Fig. 2 est un schéma synoptique d'un cir- 30 cuit de commande suivant l'invention; - la Fig. 3 est une vue partielle en coupe d'un interrupteur à dépression; - la Fig. 4 est une vue en coupe d'une électro- vanne inverseuse; 35 - la Fig. 5 est un diagramme montrant les plages de fonctionnement des parties ou corps principal et se- 2497283 4 condaire En se référant à la Fig. 1, la référence 1 dé- signe un carburateur à double corps monté sur le bloc d'un moteur à combustion interne 2, et qui comprend une 5 partie ou corps principal X et une partie ou corps secon- daire Y. La partie principale X comprend une chambre à flotteur 3, un conduit principal 6 de combustible faisant communiquer la chambre à flotteur 3 avec le col 5 d'un venturi 4, une prise d'air 7 qui communique 10 avec le conduit 6 et un conduit 8 d'air de correction qui communique avec la prise d'air 7. Un gicleur 10 de ralenti est disposé adjacent à un papillon 9 des gaz et communique avec une prise d'air 12 par l'intermédiai- re d'un conduit 11 de combustible de ralenti. De plus 15 un conduit 13 d'air de correction communique avec la prise d'air 12 et est relié à une vanne inverseuse 27. La vanne inverseuse 27 est reliée à une électrovanne 15 du type tout ou rien par un conduit 13a afin de commander l'air qui traverse les conduits 13 et 13a d'air de cor- 20 rection. Le conduit 8 d'air de correction communique avec une électrovanne 14 du type tout ou rien. Les en- trées des deux électrovannes 14 et 15 ouvrent sur l'at- mosphère par l'intermédiaire d'un filtre à air 16. La partie secondaire Y comprend un venturi 18, 25 un gicleur 19 et un papillon 21 des gaz. Le gicleur 19 communique avec la chambre à flotteur 3 par un conduit 20 et une prise d'air 28 pour le gicleur 19 communique avec la vanne inverseuse 27 par l'intermédiaire d'un conduit 29 qui à son tour communique avec l'électrovan- 30 ne 15.. Le papillon des gaz 21 est adapté pour être ou- vert après que le papillon9 des gaz de la partie princi- pale se soit ouvert d'un angle prédéterminé ou complète- ment ouvert. Un interrupteur 22 à dépression est prévu dans le conduit d'admission en aval du carburateur pour 35 détecter la charge du moteur. Un convertisseur catalyti- 2497283 5 que 24 à trois voies est prévu dans le conduit d'échap- pement 23 du moteur. Pour détecter la concentration d'oxygène des gaz d'échappement, il est prévu dans le conduit d'échappement un capteur 25 de 2' disposé en 5 amont du convertisseur catalytique 24. Les sorties de l'interrupteur à dépression 22 et du capteur 25 de 2 sont reliées à un circuit de com- mande 26 qui est adapté pour commander les électrovan- nes 14 et 15, et la vanne inverseuse 27 comme on le dé- 10 crira dans la suite. En se référant à la Fig. 2 qui montre le circuit de commande 26, la sortie du capteur 25 de 02 est reliée à un comparateur 30. Le comparateur compare la tension d'entrée provenant du capteur 25 à une tension de réfé- 15 rence qui correspond au rappport stoechiométrique air/ combustible pour produire une sortie qui indique si la concentration en oxygène des gaz d'échappement est riche ou pauvre par comparaison avec la concentration en oxygène au rapport stoechiométrique. La sortie du com- 20 parateur 30 est appliquée à un circuit intégrateur 31. Le circuit intégrateur produit une tension de sortie qui augmente ou diminue en fonction de l'intégration de la tension d'entrée. La sortie du circuit intégra- teur 31 est appliquée à un comparateur 32 dans lequel 25 la sortie est comparée avec un train d'impulsions trian- gulaire appliqué par un générateur 33 d'impulsions trian- gulaire afin de produire des impulsions carrées. Le rapport cyclique des impulsions carrées varie en fonction de la sortie du circuit intégrateur 31. Les impulsions 30 carrées sont appliquées aux électrovannes par l'inter- médiaire d'un dispositif d'actionnement 34. Ainsi les électrovannes sont ouvertes et fermées suivant les rapports cycliques en fonction des impulsions carrées. La sortie de l'interrupteur 22 à dépression est 35 reliée à la vanne inverseuse 27 par l'intermédiaire 2497283 d'un dispositif d'actionnement 35 pour actionner la vanne. En se référant à la Fig. 3, l'interrupteur 22 à dépression comprend un boîtier 37 dont l'intérieur com- munique avec le conduit d'admission. L'intérieur du bol- 5 tier 37 est divisé en deux chambres par une membrane 38. La membrane 38 comporte une plaque de contact 39 qui est appliquée de façon élastique contre deux contacts 40 par un ressort 41. En se référant à la Fig. 4, la vanne inverseuse 10 27 comporte un boîtier 42 présentant trois ouvertures, dont deux sont opposées l'une à l'autre. L'une desdites ouvertures opposées communique avec la prise d'air 28 par le conduit 29 et l'autre de ces ouvertures communi- que avec la prise d'air 12 par le conduit 13. La troi- 15 sième ouverture communique avec l'électrovanne 15 par le conduit 13a. L'ouverture du conduit 13 comporte un siège 43 de soupape qui peut être fermé par un obturateur 49, et l'ouverture du conduit 29 comporte un siège 44 de soupape qui est normalement fermé par un obturateur 48. 20 Un bobinage 45 est fixé dans le boîtier 42 et les deux obturateurs 48 et 49 sont reliés par un noyau 46 et une tige 47 traversant le bobinage 45. Un ressort 50 est dis- posé entre l'obturateur 48 et le bobinage 45 afin de fer- mer normalement l'ouverture du siège 44. 25 En fonctionnement, lorsque la dépression dans le conduit d'admission est supérieure à une valeur prédéter- minée (-600rv-300 mmHg), la membrane 38 de l'interrupteur 22 est sollicitée vers le conduit d'admission à l'encontre de l'action du ressort 41 comme représenté en traits 30 interrompus à la Fig. 3. En conséquence la plaque 39 de contact est séparée des contacts 40. Lorsque l'interrup- teur constitué par les contacts 40 et la plaque 39 est ouvert, le bobinage 45 de la vanne inverseuse 27 n'est pas excité et l'obturateur 49 est écarté du siège 43. 35 Ainsi le conduit 13 communique avec le conduit 13a, et 24972 7 le conduit 29 est fermé. Dans cet état du moteur, le papillon 21 dans la partie secondaire Y n'est pas action- né. Le circuit de commande 26 évalue la sortie du 5 capteur 25 de 02 de façon à déterminer si la concentration en oxygène des gaz d'échappement est riche ou pauvre, et ce circuit actionne les électrovannes 14 et 15. L'actionnement des électrovannes 14 et 15 commande la quantité d'air de correction pour les prises d'air 7 et 12 et pour 10 régler le rapport air/combustible du mélange qui doit être distribué à la partie principale X. Le rapport air/ combustible des mélanges dans le système principal de mesure et dans le système de ralenti de la partie prin- cipale est ainsi ajusté à la valeur stoechiométrique. 15 Lorsque le papillon 9 des gaz de la partie prin- cipale est largement ouvert et que le papillon 21 des gaz de la partie secondaire est également ouvert, la dépres- sion régnant dans le conduit d'admission devient inférieu- re à la valeur prédéterminée (-300 ryo mmHg). Ainsi la 20 plaque 29 de contact est pressée contre les contacts 40 par le ressort 41 pour fermer l'interrupteur. Le circuit d'actionnement 35 excite le bobinage 45 de la vanne inverseuse, de sorte que le noyau 46 est déplacé vers la droite en considérant la Fig. 4. L'obturateur 49 est en 25 appui contre le siège 43 pour fermer la soupape et pour ouvrir le siège 44. Le conduit 13a est ainsi en communi- cation avec la prise d'air 28 par l'intermédiaire du con- duit pour distribuer l'air de correction au système principal de mesure de la partie secondaire Y. En consé- 30 quence-les rapports air/combustible des mélanges distribués par le système principal de mesure des deux parties principales et secondaires sont réglés par les électro- vannes 14 et 15. La Fig. 5 montre la plage de réglage du disposi- 35 tif. On voit que le réglage du rapport air/combustible dans le système de ralenti de la partie principale X 2497283 8 et situé dans une plage à faible vitesse du moteur produisant un couple de sortie et que la plage de réglage du rapport air/combustible varie du système de ralenti et du système principal de mesure de la partie 5 principale aux systèmes principaux de mesure des deux parties lorsque la vitesse du moteur augmente. Il ressort de ce qui précède que suivant l'in- vention, on utilise deux électrovannes pour régler le rapport air/combustible des mélanges distribués aux deux 10 parties ou corps, principal. etsecondaire du carbura- teur à double corps, grâce à quoi le dispositif peut être de construction simplifiée et moins coûteuse. 2497283 9 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de commande du rapport air- combustible pour moteur à combustion interne compre- nant un carburateur à double corps comportant une par- tie principale X ayant un système principal de mesure 5 et un système de ralenti, et une partie secondaire Y ayant un système principal de mesure, un conduit d'admission, un papillon des gaz (9, 21) prévu dans chaque partie du carburateur, un conduit d'échappement (23), un premier détecteur (25) pour détecter la con-. 10 centration d'un constituant des gaz d'échappement traversant ledit conduit d'échappement, deux électrovannes (14, 15) pour corriger le rapport air/combusti- ble du mélange distribué par le carburateur, un circuit électronique de commande comprenant un circuit d'évalua- 15 tion (26) pour évaluer un signal de sortie provenant dudit premier détecteur, et un circuit d'actionnement pour actionner lesdites soupapes électromagnétiques en fonction d'un signal de sortie dudit premier détecteur (25) pour régler le rapport air/combustible à une valeur 20 approximativement égale au rapport stoechiométrique, un second détecteur (22) pour produire un signal de sortie lorsque le fonctionnement du-carburateur passe du fonctionnement sur la partie principale à celui sur les deux parties principale et secondaire , un premier 25 conduit reliant le système de ralenti de ladite partie principale à l'une (15) desdites électrovannes, un se- cond conduit reliant le système principal de mesure de la partie secondaire à la ladite première électrovanne (15), un troisième conduit reliant ledit système prin- 30 cipal de mesure de la partie principale du carburateur à l'autre électrovanne (14), une électrovanne inverseu- se (27) pour modifier la liaison entre ladite électro- vanne et lesdits premier et second conduits, ladite électrovanne inverseuse (27) étant agencée pour faire 2497283 10 normalement communiquer laciteélectrovanne avec ledit premier conduit et pour faire communiquer ladite élec- trovanne avec ledit second conduit par ledit signal de sortie du second détecteur (22). 5 2 - Dispositif suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que chacune desdites électrovannes (14, 15) et du type tout ou rien de comeande l'air, chacun desdits premier, second et troisième conduits étant relié à une prise d'air du carburateur. 10 3 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second détecteur est un interrupteur (22) à dépression adapté pour être actionné par la dépression régnant dans le conduit d'admission.