Brevet FR2510747A1 — publié le 19830204

- L'invention a po Ur objet un dispositif pour la mesure de quantités d'air, avec un canal d'écoulement d'air présentant une portion d I-trang 1 ement, dans lequel débouche une conduite d'air de con tournement (dlite by-pass) par oh-passe une masse d'air, qui est dans un rappart déterminé avec la masse d'air passant dans le canal d'culmn et dans laquelle est disposé un organe de mesure d'air qui contient au moins une rée- sistance dépendante de la température, dont la température et/ou la résistance est réglée en dépendance de la masse d'air qui sl'é coule, et dont la grandeur de réglage constitue une mesure pour la quantité d'air en écoulement, On connaît déjà un dispositif de mesure de masses d'air dans lequel une résistance dépendante de la tempéra- t 11 ure est disposée dans une conduite de contournement d'air (dite by-pass) et est amenée de temps ei temps à la température du. rouge par un flux de courant accru, en vue de brûl er les dépôts indésirables formés sur la zurface extérieure de cette résistan- ce, lors de l'emploi d'un dispositif de mesure de masses d'air de ce genre dans le tuyrau d'aspiration d'air d'un moteur à com- bustion Ln terne,, un lncor Lvénient ré 5 side en ce que pendant ce processus de combustion des dép Cts, le Amoteur aspire, en raison de l'augmentation le _gaz d-e combustion et dé i'èéchaufement de J'air, dans le t-uya; ldnisîo d'aire uon mélang qe de carcbulrantr et Var q ui 'aliesur la résistance dépendant de la tem pé'- rature inicand escente et ce qui a pour'n effj:Cet unr n-ooue-L anc Croi's- sernent ind C' la te Crtnmme après la io i Rui -iiproces Susî de 00 mi- bustion libre, pouvwant trairnaluemrin' une cet Lcinda cette rés,-Istan-e, Le dti eue dease cl)air com- forme à 1 l'injvention,, a eu cecelaon Ji 2 de c ontcournement ou by s;c siié ie Dle-n irectue au moins à des deie etdtrié c 1 ee? de ec rr tnb:s de s la torlisntr &-a dé -j'J' -d b empè, ratu re est mentage que 9 iCQ 7 Ji:le;rc C 7 1 a c M' e 2,- dépendant de la température, le risque d'incendie et de des- truction de la résistance par surchaulfe, est exclu. L'invention prévoit aussi divers modes de réalisation améliorant le fonctionnement de ce dispositif de mesure de quantité d'air. La description ci-après se rapporte à des exemples de réalisation de l'invention, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma d'un dispositif de mesure de masses d'air, notamment pour la mesure de la quan- tité d'air aspirée par des moteurs à combustion interne, la figure 2 est une vue en coupe d'un rac- cord d'aspiration d'air d'un moteur à combustion, avec un pre- mier exemple d'un dispositif de mesure de quantités d'air, la figure 3 est une vue schématique d'un second exemple de dispositif de mesure de quantités d'air, la figure 4 est une vue schématique d'un troisième exemple du m 4 me dispositif, la figure 5 est une vue schématique d'un quatrième exemple, la figure 6 est une vue schématique d'un cinquième exemple. Dans le schéma de la figure 1 représentant un dispositif pour la mesure de quantités d'un fluide en écoule- ment, notamment pour la mesure de la masse d'air aspirée par un moteur à combustion interne, il est prévu un montage en pont d'une résistance dépendantede la température 10, d'une autre résistance dépendante de la température 11, d'une résistance 12, et de résistances 13 et 14 Un amplificateur 15 d'une installa- tion de régulation 16, représentée schématiquement par un enca- drement en traits-points, est raccordé à la diagonale du pont. L'entrée à inversion de l'amplificateur de réglage 15-est re- liée, à travers une résistance d'entreée 17, au point de couplage des résistances 11 et 12, tandis que l'entrée sans inversion de l'amplificateur de réglage 15 est reliée, en passant par une ré- sistance d'entrée 18, au point de couplage des résistances 13 et 14 L'amplificateur 15 est relié par l'intermédiaire de deux conducteurs d'alimentation 19 et 20 à une source de courant con- tinu 21 Un condensateur d'aplatissement 22 est connecté en parallèle à cette source de tension continue 21 * La sortie de 3 lo- l'amplificateur 15 est reliée au montage en série de deux ré- sistances 23 et 24, la résistance 24 étant raccordée à un conduc- teur d'alimentation commun 19 Ces deux résistances 23 et 24 forment un diviseur de tension pour un étage Darlington 25, le- quel forme, en commun avec une résistance 26, une source de courant à tension commandée pour l'alimentation en courant du montage en pont formé par les résistances 10 à 14. Entre les conducteurs d'alimentation communs 19 et 20, est connecté un diviseur de tension composé de deux. résistances 27 et 28 Au point de couplage des résistances 27 et 28, est raccordée l'anode d'une diode 37 dont la cathode est re- liée à l'entrée à inversion de l'amplificateur de réglage 15. Entre l'entrée à inversion de l'amplificateur de réglage 15 et le conducteur d'alimentation commun 20, est connecté le montage en série d'une résistance 29 et d'un condensateur 30, cette com- binaison de résistance et condensateur servant à l'accord de fré- quence du circuit de réglage sur le comportement dans le temps des résistances dépendantes de la température Au point de cou- plage des résistances 13 et 14, est reliée une résistance 31 qui peut être reliée au conducteur d'alimentation 20 par la jonction de connexion d'un transistor de connexion 32 la base de ce transi tor 32 est reliée à la sortie de la bascule monostable 33, la- quelle peut 4 tre déclenchée, en passant par un organe différen- tiateur 34, par un contacteur d'allumage 35 destiné à l'allumage du moteur, ou par une impulsion délivrée par un autre dispositif approprié. Le mode de fonctionnement du dispositif dé- crit est le suivant: Il passe par la résistance dépendante de la température 1 l du montage en pont, un courant déterminé qui chauffe cette résistance 11 à sa température normale de service. Dans une autre branche du pont, la résistance dépendante de la température 10 prend une valeur de résistance qui est caractéris- tique de la température du fluide en écoulement# par exemple l'air aspiré par le moteur On obtient ainsi que, comme signal de référence pour la régulation du courant de chauffage du dis- positif de mesure de quantités d'air, est toujours utilisée la température de l'air aspiré par le moteur. Selon la quantité de l'air aspiré qui passe sur elle, la résistance dépendante de la température 11 se trou- ve plus ou moins refroidie, ce qui conduit à un déséquilibrage du montage en pont Ce déséquilibre du montage en pont est com- pensé par le fait que l'amplificateur de réglage délivre, par l'intermédiaire de la source de courant à tension commandée 23, 24, 25 et 26, un courant d'alimentation plus élevé au montage en pont, de telle sorte que la température de la résistance dé- pendante de la température 11, et ainsi sa valeur de résistance, est maintenue à une valeur au moins approximativement constante. Le courant qui passe par le montage en pont est une mesure de la masse d'air qui passe, en direction de la flèche 40, sur la résistance dépendante de la température 11 Un signal électrique correspondant peut Ètre prélevé entre une borne 36 et une borne 39. Pour faciliter le démarrage de l'installation de régulation, est prévu le diviseur de tension 27, 28 avec la diode 37 Lors de la mise en circuit de l'installation de régula- tion, il est imposé à l'entrée à inversion de l'amplificateur de réglage 15, une tension d'environ 0,5 Volt qui permet un démar- rage str de 1 'installation de régulation En régime normal, par contre, la tension à l'entrée à inversion de l'amplificateur de réglage 15 se situe nettement au-dessus de cette tension de dé- part, de sorte que la diode 37 est barrée et que, ainsi, aucune influence ne peut s'exercer sur les opérations de réglage par l'intermédiaire du diviseur de tension 27, 28. Afin que la résistance dépendante de la tem- pérature 11, constituée par un fil ou une bande chauffante, soit libérée, de temps en temps, des dépÈts encrassant sa surface ex- térieure, il est prévu que, après un cycle de mesure déterminé, un courant de plus haute intensité passe dans cette résistance. Comme cycle de mesure, peut-être choisi, par exemple, une durée de marche déterminée du moteur -Il est également possible de dé- clencher cette opération de brftlage des dépôts avec chaque coupu- re de l'installation d'allumage du moteur, lors de la déconnexion du contacteur d'allumage 35 Le signal émis correspondant est différencié'et il commande la bascule monostable 33 vers son état instable Pendant cet état instable de la bascule 33, le transis- tor de connexion 32 est conducteur et il établit en parallèle la liaison entre la résistance 31 et la résistance 14 du montage en pont Il en résulte que le montage en pont composé des résistan- ces 10, 11, 12, 13 et 14, est fortement déséquilibré, et cela dans un sens tel que l'amplificateur de réglage 15 délivre au - pont un courant plus élevé pour compenser ce déséquilibre Ce courant plus élevé chauffe la résistance dépendante de la tem- pérature 11 pendant la durée de l'état instable de la bascule monostable jusqu'à une température située au-dessus de la tem- pérature de régime normal, de telle sorte que les résidus adhé- rents à la surface extérieure de la résistance dépendante de la température sont brûlés. On a constaté comme particulièrement avanta- geux que le matériau-de la iésistancdépendàt' den l M tempéra ture 11 soit du platine à structure stabilisée, parce que ce métal se prate très bien au chauffage à des températures élevées, ce qui est important pour l'opération de brlage des dép 8 ts. La résistance de référence 12 est également montée dans la conduite d'air de contournement indiquée par une ligne en traits points 38, par rapport au tuyau d'aspiration d'air du moteur, car, ainsi, la chaleur perdue de la résistance de référence 12 peut être évacuée par l'air circulant en direc- tion de la flèche 40 Les résistances 13 et 14 sont avantageuse- ment constituées par des résistances réglables afin de permettre le réglage du comportement en température du circuit de régulation Le dispositif de mesure de masses d'air de la figure 1, trouvre son emploi, par exemple, dans ine installation d'injection de carburant repréesentëe dans les figures 2 à 6 Dans l'installation d'injection de carburant représentée dans la figure 2, l'air de combiustion aspire par le moteur passe, à travers un filtre à air 60, en direction de la flèche dans un raccord d'aspiration d'air 61, dans lequel est disposé un organe d'étranglement sous la forme d'un papilloin 62 qui peut ouvrir, plus ou moins, le tuyau d'aspiration d'air 63 formant canal dté- coulmeit pour l'air asiré, lans le raccord d'admission d'air 61. En amont du papillon d'-étranleme:t 62, est disposée, concentri- quement au tuyau d'aspiration d Vair 63, une soupape d'injection électromagnétique 64, do le Lle sorte qire le cabujrant injecté parvient sous la forme d 'eu 'et conique dans lé fente dlouvertiwe f orm i 16 e le iae ai, ln d ri ' gllmer 62 et le t yau d aspifa ticit d'air 63, G 2 goe "û la disposition de la soi'pape d 2 injec- tion 64, qui pe;at 6 td 1 d'1-,m mantère non deun rev 8 teme ut n on de reserrement 65 d 1 dans laquelle est plaó 5 l:em beoh S 6 de la condtl-îbe d'aii 6.- de contournement 38 Le début 67 de cette conduite de contour- nement 38, est prévu, avantageusement, sur le raccord d'admis- sion d'air, en aval du filtre 60 Pour la détermination de la quantité d'air aspirée par le moteur, il est prévu, dans la conduite de contournement 38, la résistance 11 dépendante de la température, constituée par un fil ou une bande chauffante, L'alimentation en carburant de la soupape d'injection électromagnétique 64 est assurée, par exemple, par * une pompe à oarburant 70, entra née paru mateur-électrique 69 laquelle aspire du carburant à partir d'un réservoir 71, et le transfère à la soupape d'injection 64, par une conduite d'alimen- tation en carburant 72 A partir de la conduite d'alimentation en carburant 72, est dérivée une conduite 73 dans laquelle est disposée une soupape de réglage de pression 74, par o une frac- tion du carburant peut être ramenée dans le réservoir 71. En vue d'empêcher que, au cours du br Olage de libération de la résistance dépendante de la température 11, un mélange de carburant et d'air risque d'être aspiré dans la conduite d'air de contournement 38, il est prévu, conformément à l'invention, comme représenté schématiquement, que le début 67 de la conduite de contournement 38 est obturé par un clapet 76, seulement pendant l'opération de brûlage On évite ainsi un écoulement, dans la conduite de contournement 38, de gaz de combustion éventuels qui produisaient une contamination du mé- lange d'air et de carburant qui s'allumerait éventuellement Le clapet d'obturation 76 pourrait également être disposé sur l'em- bouchure 66 de la conduite d'air de contournement 38, ou à l'in- térieur de cette conduites La commande de ce clapet 76 peut se faire, par exemple, par un moteur électromagnétique de position- nement 77, dont le démarrage est commandé par l'installation électronique de régulation 16, ou par la dépression dans le tu- yau d'aspiration, par l'intermédiaire d'une conduite sous dépres- sion 78. Dans l'exemple de réalisations représenté sché- matiquement dans la figure 3, d'un dispositif de mesure de quan- tités d'air sur le raccord d'admission d'air 61 d'un moteur à combustion interne, les références déjà utilisées dans les figu- res 1 et 2 sont conservées pour désigner les éléments identiques. La conduite d'air de contournement 38 s'étend, dans cet exemple conforme à la figure 3, verticalement Elle 7.- possède une première portioh 80 en forme de Up avec une branche 82 située en amont d'une première courbe en U 81, et une branche 83 située en aval de cette première courbe 81 Conformément à l'invention, la résistance 11 dépendante de la température du dispositif de mesure de quantités d'air est disposée dans la bran- che 83 de la première portion en U 80 qui est en liaison avec l'embouchure 66 Cette première portion 80 en forme de U de la conduite d'air de contournement 38 est disposée de telle manière que la première courbe en U 81 se trouve à un niveau inférieur aux branches 82, 83 Lors d'une opération de br lage de libéra- tion de la résistance dépendante de la température 11, des gaz de combustion éventuellement formés, ou de l'air réchauffé, s'élè- vent vers le haut en direction de l'embouchure 66, et s'opposent ainsi à une aspiration du mélange carburant-air contenu dans la portion d'étranglement 65. Dans l'exemple de réalisation représenté dans la figure 4, à la première portion 80 en forme de U, comme le montrait déjà la figure 3, se raccorde une seconde portion 84 en forme de U, dont une branche s'étend en commun avec la branche 83 de la première portion 80 en forme de U, et dont la seconde branche conduit à l Vembouchure 66 Le second coude en U 86 de la seconde portion 84 en forme de U se trouve à un niveau supérieur à celui de la première courbe 81 Conformément à l'invention, dans cet exemple de réalisation, la résistance dépendante de la température I 1 l doit être disposée dans la branche commune 83 de la première et de la seconde portions en forme de U, 80 et 84, de telle sorte que lors de brlage des dép 8 ts de la résistance dépendante de la température 11, l'écoulement de gaz se produit uniquement en direction de l'embouchure 66. L'exemple de réalisation suivant la figure 5 se distingue de l'exemple suivant la figure 4, simplement par la disposition de la résistance dépendante de la température 11 i laquelle, dans l'exemple de la figure 5, est disposée dans la seconde courbe 86 en forme de U de la seconde portion 84 en for- me de U Il en résulte que les gaz de combustion produits éven- tuellement lors d'un brdlage des dép 8 ts de la résistance dépen- dante de la température 11, se rassemblent autour de cette résis- tance 11 et s'opposent ainsi à une poursuite de l'opération de combustion sur la résistance et empêchent un écoulement de gaz à partir de l' embouchure 66 vers la résistance 11. 8. Dans V'autre exemple de réalisation suivant la figure 6, la conduite d'air de contournement 38, avec la résis- tance dépendante de la température 11, est disposée verticale- ment, de telle manière que son embouchure 66 se trouve placée sur la portion de rétrécissement 65, plus haut que son début 67. Il en résulte, lors d'une opération de brûlage des dép 8 ts sur la résistance dépendante de la température 11, un écoulement des gaz vers l'embouchure 66, et un empêchement à l'aspiration du mélange carburant-air, à partir de la section de rétrécissement 65. -Z 510747 REVEND 1 C A I O N S 1. Dispositif pour la mesure de quantités d'air, avec un canal d'écoulement d'air présentant une portion d'étranglement, dans lequel débouche une conduite d'air de con- tournement (dite by-pass) par o passe une masse d'air, qui est dans un rapport déterminé avec la masse d'air passant dans le canal d'écoulement et dans laquelle est disposé un organe de mesure d'air, qui contient au moins une résistance dépendante de la température, dont la température et/ou la résistance est réglée en dépendance de la masse d'air qui s'écoule, et dont la grandeur de réglage constitue une mesure pour la quantité d'air en écoulement, dispositif caractérisé en ce que la con- duite d'air de contournement ( 38) est constituée de telle sor- te que, au moins dans des conditions de régime déterminées, tout écoulement d'air à partir de l'embouchure ( 66) de cette conduite ( 38), dans sa portion de rétrécissement ( 65) vers la résistance dépendante de la température ( 11) est empochée. 2. Dispositif de mesure de quantités d'air suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite d'air de contournement ( 38) s'étend verticalement et présente une première portion ( 80) en forme de U avec une première courbe ( 81) située plus bas que les branches ( 82, 83) de l'T, la résis- tance dépendante de la température ( 11) étant disposée en aval de cette première courbe ( 81) dans la conduite de contourne- ment ( 38). 3. Dispositif de mesure de quantités d'air suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la conduite d'air de contournement ( 38) présente deux portions successives ( 80, 84) recourbées en forme de U, ayant une branche commune ( 83) et la résistance dépendante de la température ( 11) est dis- posée dans la branche ( 83) commune aux deux portions ( 80, 84) recourbées en forme de Ut la première courbe ( 81) en U de la pre- mière portion ( 80) se trouvant plus bas que la seconde courbe ( 86) de la seconde portion ( 84) recourbée en I. 4 Dispoitilf de mesure de quantitis d'air suivsant la revendication 2 caractérisé en ce que la conduite d'air de contournement ( 38) présente deux portions successives ( 80, 84) recourbées en forme de U, et la résistance dépendante de la température ( 1 I) est disposee da la seconde courbe en U ( 86) de la seconde portion e-QT ( 34) s x V:-uée en aval de la preu , mière portion en U ( 80), la première courbe en U ( 81) de la pre- mière portion recourbée en U ( 80) étant plus basse que la se- conde courbe en U ( 86) de la seconde portion recourbée en U ( 84). 5. Dispositif de mesure de quantités d'air suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite d'air de contournement ( 38) s'étend verticalement, et le début ( 67) de cette conduite ( 38)est situé plus bas que l'embouchure d'entrée dans la portion de rétrécissement ( 65). 6. Dispositif de mesure de quantités d'air suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans des conditions de régime déterminées, la conduite d'air de contour- nement ( 38)-peut être obturée, au moins d'un c 8 té, par un organe de fermeture ( 76) actionné par un moteur de positionnement ( 77).