Brevet FR2511082A1 — publié le 19830211

La présente invention concerne un moyen pour économiser l'essence consommée par les véhicules automobiles, et plus généralement pour régler la consommation de carburant des moteurs à explosion ou à combustion interne à multiples cylindres on fonction de l'effort demandé aux dits moteurs0 On connait de nombreux moyens pour régler la quantité de carburant admissible dans les cylindres et/ou le moment de cette admission. Les réglages proprement dits s'effectuent à l'arrêt et assurent au moteur au ralenti (point mort) une alimentation constanto minimum. Cette consommation peut être augmentée par la volonté du conducteur qui choisit ses vitesses et enfonce plus ou moins la pédale d'accélérateur; mais à chaque instant c'est la même quantité de carburant qui est admise dans chaque cylindre.Ainsi à tous les régimes, tous les cylindres sont alimentés. Or l'inventeur à constaté qu'au ralenti, ou en marche sans accélération, le moteur n'a pas besoin d'autant de cylindres qu'en accélération et/ou en côte, et que des cylindres sont donc en surnombre à certains régimes. L'alimentation en surnombre de ces cylindres, conduit donc à une consommation non indispensable de carburant. On aurait déjà tenté de diminuer cette consommation inutile en concevant des moteurs spéciaux, mais ces moteurs se seraient révélés onéreux et sans permettre une économie sérieuse de carburant. L'inventeur a eu l'idée de remédier à ces incon vénients en prévoyant un dispositif adapté aux moteurs classique ou non, à multiples cylindres, assurant automatiquement en marche la commande du nombre de cylindre à utiliser pour répondre à l'effort demandé au moteur. L'invention a pour objet un dispositif permettant notamment d'économiser du carburant dans les moteurs à explosion ou à combustion interne à multiples cylindres, caractérisé en ce que l'alimentation en carburant totale est contrôlée, à l'aide d'un servo commande provoquant la fermeture de l'alimentation de cylindres prédéterminés, au moment approprié et automatiquement en fonction de l'effort demandé au dit moteur. Cet effort est détecté au niveau de l'arbre de transmission qui subit une torsion d'autant plus grande que l'effort est élevé. Ainsi la torsion est plus grande au démarrage du véhicule ou en côte, qu'en marche normale. En descente le sens de torsion est inversé. Le dispositif comporte s - Un servo-commande pouvant provoquer la fermeture de l'alimentation en carburant de certains cylindres,dans certains cas. - Des moyens pour informer le servo sur la nature des commandes humaines et les cas où tous les cylindres doivent être alimentés obligatoirement. - Un capteur de couples de torsion de l'arbre de transmission renseignant le servo-comiande sur la valeur de ces couples agencés de telle maniera que le servo peut déterminer si les cylindres sont en surnombre, et si les moyens précédents le lui permettent1 de fermer l'alimentation d'un nombre de cylindres inversement proportionnel aux valeurs des couples de torsion de l'arbre de transmission. Les moyens d'information du servo-commande, autres que le capteur de couples, comprennent des détecteurs d'accélération, de freinage, de vitesse du moteur (compte-tour ou variateur), de la position du starter; et tous ces détecteurs sont connus isolément et en vente dans le commerce. Lorsque le véhicule se-trouve en marche normale, par exemple sur un terrain plat, le servo qui commande la fermeture de l'alimentation en carburant de certains cylindres provoque également la décompression automatique de ces mêmes cylindres les pistons pouvant alors poursuivre librement leurs mouvements sans provoquer la perte de puissance. Lors du freinage volontaire du véhicule, le servo qui commande la fermeture de l'alimentation en carburant de certains cylindres laissent (sous l'effet produit par la pédale de frein) ces mêmes cylindres normalement compressés pour favoriser le frein moteur. Lorsque le véhicule descend une pente, le servo qui commande la fermeture de l'alimentation en carburant de certains cylindres, laisse sous l'effet de l'inversion du couple d'entrainement, ces mêmes cylindres normalement compressés pour favoriser le frein moteur. Le servo-co ande est informé de la puissance nécessaire au noteur en marche par un moyen de détection de la valeur du couple (capteur de couple) d'un arbre de transmission. Le dit capteur peut etre de tout~ type connu et il peut être constitué ainsi qu'exposé plus loin. Pour mieux faire comprendre l'invention1 il est donné ci-après un exemple de réalisation en référence aux dessins annexés dans lesquels Fig. 1 est une coupe d'un capteur de couple de torsion d'un arbre de transmission, Fig. 2 montre en coupe les dentures imbriquées des deux crabots, Fig. 3 est un shama des possibilités qu'offre le s ervo-commande L'invention portant sur un dispositif de commande et non sur les moyens (considérés en eux-mmes) pour fermer ou ouvrir l'alimentation en carburant et ceux pour décom- presser ou non les cylindres, ces derniers ne seront pas dé crit dans l'exemple cité. Ils peuvent d'ailleurs être de tout type connu. Sur la Fig. 1 on voit un capteur constitué par - un premier manchon 2 cannelé relativement long, dit aussi tube de Jonction, dont une extrémité 2' est fixée à un bout. 10 de l'arbre de transmission 1 à l'aide d'un collier de blocage 9, avec vis et croules dimensions de ce manchon 2 permettant une torsion de l'arbre 1 sans déformation du dit manchon 2. - un premier crabot 6, à denture 6' en "V" symétrique est solidarisé à l'autre extrémité du manchon 2 par une bague de blocage 5 (ou tout autre moven) et est bloqué de l'autre coté par un écrou-frein 7. - Une première demi-coquille 8de protection du premier crabot 6 est montée sur roulement 4, sur le manchon 2 de façon à lui permettre une rotation par rapport à elle même; la dite demicoquille 8 étant munie d'un joint d'étancheité 3 appliqué élastiquement sur le manchon 2. - un deuxième manchon 12 identique au premier est monté vis à vis avec son extrémité 12' fixée par le moyen 19 sur l'extrémité il de l'arbre 1. - un deuxième crabot 16, identique au premier, à denture 16' est monté sur le deuxième manchon 12, sans être solidarisé avec lui, mais seulement assujetti, de façon à pouvoir coulisser, guidé par des cannelures longitudinales. - une deuxième deri-coquille 18 de forme et ds dimensions identiques à la première demi-coquille 8, est montée pareillement. Les première et deuxième demi-coquilles-8et 18, sont reliées par leur périphérie à l'aide de vis 20. L'ensemble de la coquille étant empêchée en rotation par une fixation élastique 21 au vèhicule. - une bague entretoise 22 prenant appui sur la partie tour nante du roulement 14 de la deuxième demi-coquille 18, - un ressort 15 de compression, guidé par la bague entretoise 22 et repoussant le deuxième crabot 16 en contact avec le premier crabot 6. - plusieurs détecteurs électriques 24, 25 ... de proximité montés à travers la deuxième demi-coquille 18 et immobilisés sur elle. Les détecteurs électriques sont en nombre moitié du nombre de cylindres et sont fixés à des distances différentes de la face extérieure du deuxième crabot 16, distance comprise entre 0,5 et 4 millimètres environ. Ainsi lors de l'effort d'entrarnerent, l'arbre de transmission 1, subit une torsion déplaçant angulairement le deuxième crabot 16 par rapport au premier crabot 6. Ce déplacement angulaire est transformé en déplacement longitudinal grâce aux dentures en "V" progressives. De ce fait, plus l'effort positif (marche avant du véhicule) est grand, plus le deuxième crabot 16 se rapproche des détecteurs tels que 24,25 de proximité, engendrant, de façon connue, un courant signalant au servo la position du dit crabot 16, et par suite la valeur de torsion qui est proportionnelle à l'effort demandé au moteur. Chaque détecteur est fixé à une distance correspondant à une tranche d'effort. Dans le cas d'effort dit négatif (freinage, déscente, marche arrière) le deuxième crabot 16 s'éloigne des capc teurs tels que 24,25 ... qui ne sont donc plus sollicités. Pour permettre le coulissement avant et arrière du deuxième crabot î6, sa position relative de repos angulaire a été réglée lors du montage, de la façon suivante : - les deux manchons 2 et 12 étant en plaçe, les dentures 6w,16 des crabots 6 et 16 étant appliquées à fond l'une dans l'autre du feint de la pression du ressort, il a suffit de pivoter l'un des manchons d'une valeur angulaire correspondant au Jeu négatif nécessaire pour que les dentures glissent légèrement l'une sur l'autre de façon qu'un seul c8té 26 de chaque dent 27 reste en contact avec un seul côté 28 de la dent 29 lui faisant façe de l'autre crabot. On comprend facilement que la distance TI ainsi prévue entre la pointe 30 d'un dent 27 et le fond 31 (compris entre les flans de deux dents successives opposées) détermine la plage fonctionnelle de glissement nécessaire au déplacement dit négatif0 Au réglage du départ, la pointe 30 est plaçée en un point "A" correspondant à un effort nul (couple nul ou faible).Les points B et C correspondent à un couple positif moyen et fort, positif, tandis que la zone allant du point A pratiquement Jusqu'au fond 31 correspond à un couple négatif (torsion inversée, en abrégé T.I.) La figure 3, montre le fonctionnement du servocommande 23, avec l' énoncé des différentes informations reçues directement ou indirectement des détecteurs, et en dessous le tableau des résultats obtenus suivant les cas. Ce tableau est divisé en deux parties selon qu'il s'agit de la marche économique ou de la marche pleine puissance six cylindres. Sur cette figure, les détecteurs d'informations sont référés par des lettres dont les significations sont les suivantes t R :'désigne les informations émise par le détec teur d'accélération Ro : pédale d'accélération au repos : : pédale maintenue enfoncée ju8qu'à un point déterminé o'. R2 : pédale en cours d'enfoncement maintenue en fond de course ou au-delà d'un point déterminé ST : starter en service FR : frein en service V : variateur de vitesse du moteur (compte-tour) M 1 marche arrière CO 2 comparateur indiquant si V a atteint R1 T s torsion de l'arbre de traxlsmission TA : point de torsion nulle (couple = O) ou treks faible TB : Point où le couple de torsion devient effec tif, tout en restant inférieur à une valeur prédéterminée (marche avant). TC : point où le couple de torsion devient supérieur à une valeur déterminée (marche avant) TI : zone correspondant à l'inversion du couple de torsion Dès la mise en contact , le servo-commande g3 permet, en supposant le moteur déJà chaud, 17 alimentation de doux cylindres, les quatrss autres n'ôtant pas alimentés et étant décompréssés. Cet état de fonctionnement du moteur correspond à la pédale d'accélération au repos (RO), le frein et le starter étant hors service. Le moteur tourne au ralenti. Si le starter ST est en fonctionnement (tiré), les six cylindres sont alimentés normalement, comme si le dispositif n'existait pas. La vitesse de rotation au ralenti est alors par exemple de huit- cents tours par minute. Lorsque la température d'utilisation pour tous les cylindres est atteinte, le starter est mis hors service (automatiquement ou manuellement). Le moteur se maintient en rotation avec le écédet no. minimum de cylindres en service, et l'on,'au cas précédent flo. Dans les cas précédent le véhicule est immobile, l'arbre de transmission ne tournant pas, la torsion T est nulle et la pointe 30 en position A. Lorsque la pédale d'accélerateur est en cours d'enfoncement (cas R2), ou lorsqu'elle est maintenue très enfoncée au delà d'une certaine limite (également cas R2), tous les cylindres travaillent. Lorsque le conducteur maintient l'accélération en deçà de sa valeur limite, sans toutefois laisser la pédale d'accélérateur au repos, on se trouve dans le cas R1. A chaque position mécanique de la pédale d'accélération correspond une certaine vitesse " V " de rotation du moteur. Un détecteur de cette vitesse est de préfèrence une dynamo tachymétrique (compte-tour) débitant une certaine tension par tour. Un comparateur " CO " compare les tensions, où tous signaux émis, d'une part par le détecteur d accélération R et d'autre part par le détecteur de rotation du moteur, appelé aussi variateur "V". Lorsque le comparateur constate d'abord une valeur Rt d'accélération comprise entre Ro et R2, puis que la valeur "V" atteind la valeur Rt, le dit comparateur permet au servocommande de déterminer le nombre de cylindres à alimenter ou non et éventuellement à décompresser les cylindres non alimentés, en fonction des renseignements reçus des détecteurs de couples (24, 25. Dans la pratique, tant que la tension "V" n'a pas reJoint R1, les six cylindres travaillent, et les renseignements reçus des détecteurs de couples (24, 25**) ne sont pas pris on considération. Par contre, dès que V rejoint "R1" (révélant que l'ordre correspondant Ôu conducteur a bien été exécuté) un contact est établi, qui permet au servo de tenir compte des renseignements reçus des dits détecteurs de couples. Selon l'importance de la torsion "T" de l'arbre de transsmission, les dentures du capteur prennent les positions, A, B ou C. Dans le cas d'une faible torsion, deux cylindres seulement sont alimentés, et les autres ne le sont pas, ils peuvent être décompressés, Dans le cas d'une torsion plus forte, "TB", quatres cylindres sont alors alimentés et les deux qui ne le sont pas sont décomprossés. On comprend aisément que les cylindres décompressés (avec des pistons à mouvement libre) ne gênent en rien le fonctionnement de ceux qui sont alimentés et compressés. Cette diminution du nombre de cylindres alimentés entraine une diminution du nombre total de litres de carbur-ant'utilisé. Il s'agit bien d'unenmarhe économique"du véhicule; "marche" qui peut être abandonnée à volonté ou automatiquement si besoin est. Dans le cas d'une forte torsion- "TC1, tous les cylindres sont normalement alimentés et compressés; et c' est la marche dite à plein. puissance jusqu'au moment où l'on revient à "TB"- "TA". Si l'accélération augmente (R2) ou se trouve aussi dans le cas de marche pleine puissance, tout comme le cas de marche arrière (AR) ou de panne. En cas d'actionnement de la pédale de frein (FR), deux cylindres sont seulement alimentés, et les quatre autres ne le sont pas, mais reste compressés pour assurer le frein moteur (sans consommation inutile de carburant)0 Lors du freinage, dans de nombreux cas, on pro voque l'inversion du couple de torsion de l'arbre de transsmission "TI" qui confirme ainsi l'information donnée par "FR". Cette confirmation constitue évidemment une sécurité. En descente, le couple de torsion de l'arbre de transmission étant treks généralement inverse "TI", on se trouve alors dans le cas précédent avec quatre cylindres non alimentés, mais compressés et agissant comme frein moteur. Le dispositif selon l'invention peut s'adapter à un moteur déjà construit ou en cours de construction, avec un nombre de cylindres égal ou différend de si. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour commander et réduire la consommation de carburant dans les moteurs à explosion ou à combustion internes à multiples cylindres, caractérisé en ce qu'il comporte - un servo-commande pouvant provoquer la fermeture de l'alimentation carburant de certains cylindres, dans certains cas, - des moyens pour informer le servo sur la nature des commandes humaines et les cas où tous les cylindres doivent être obligatoirement alimentés, - un capteur de couples de torsion de l'arbre de transmission, renseignant le servo-commande sur la saleur de ces couples, agencés de telle manière que le servo peut déterminer si des cylindres sont en surnombre et , si les moyens précédents le lui permettent, de fermer l'alimentation d'un nombre de cylindres inversement proportionnel aux valeurs des couples de torsion de l'arbre de transmission. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en en ce que le servo qui commande la fermeture de l'alimentation en carburant de certains cylindres peut provoquer en outre, la décompression automatique de ces mêmes cylindres, dans certains cas. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'informations comprennent - un détecteur de position du starter - un détecteur d'accélération - un détecteur de position et de mouvement du frein - une dynamo-tachymétrique (compte-tour) - un comparateur électronique, agencés de telles manière que, le starter étant repoussé, le comparateur compare les signaux R1 fonction de l'accélération, aux signaux V fonction de la rotation du moteur, et émet un signal dès qu'une valeur V franchit celle correspon dante de R1. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de couple de torsion de l'arbre de transmission comprend - un premier manchon 2 cannelé relativement long, dont une extrémité 2' est fixée en un bout 10 de l'arbre de transmission 1 à l'aide d'un collier de blocage 9, avec vis et écrou. Les dimensions de ce manchon 2 permettant une torsion de l'arbre l sans déformation du dit manchon 2. - un premier crabot 6,à denture 6', en "V" symétrique est solidarisé à l'autre extrémité du manchon 2 par une bague de blocage 5 (ou tout autre moyen) et est bloqué de l'autre coté par un écrou frein 7. - une première demi-coquille 8 de protection du premier crabot 6 est montée sur roulement 4, sur le manchon 2 de façon à lui permettre une rotation par rapport à elle-même; la dite demi-coquille 8 étant munie d'un joint d'étancheité 3 appliqué élastiquement sur le manchon 2. - un deuxième manchon 12 identique au premier est monté à vis avec son extrémité 12' fixé par le moyen 19 sur l'extrémité 11 de l'arbre 1. - un deuxième crabot 16, identique au premier, à denture 16' est monté sur le deuxième manchon 12, sans être solidarisé avec lui, mais seulement assujetti, de façon à pouvoir coulisser, guidé par des cannelures longitudinales. - une deuxième demi-coquille 18 de forme et de dimensions identiques à la première demi-coquille 8, est montée pareillement. Les première et deuxième demi-coquilles 8 et 18, sont reliées par leur périphérie à l'aide de vis 20. L'ensemble de la coquille étant empêchée en rotation par une fixation élastique 21 au véhicule. - une bague entretoise 22 prenant appui sur la partie tournante du roulement 14 de la deuxième demi-coquille 18, - un ressort 15 de compression, guidé par la bague entretoise 22 et repoussant le deuxième crabot 16 en contact avec le premier crabot 6. - plusieurs détecteurs électriques 24,25 ... de proximité montés à travers la deuxième demi-coquille 18 et immobilisés sur elle. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que les détecteurs électriques montés sur le capteur de couple sont en nombre moitié du nombre de cylindres, et sont fixés à des distances différentes de la face extérieure du deuxième crabot.