Brevet FR2518170A1 — publié le 19830617

i Installation de commande électronique de la quantité de carburant destinée à un moteur à combustion interne à allumage non commandé. L'invention a pour objet une instal- lation de commande électronique de la quantité de carburant destinée à un moteur à combustion interne à allumage non commandé, dans laquelle un réglage de la quantité de carburant est effectué en fonction de la position de la pédale d'accélération de la vitesse de rotation et de la température des gaz d'échappement. On connaît d'après le document DE.OS 2 650 247 un procédé et un dispositif pour limi- ter la quantité de refoulement maximale admissible de la pompe d'injection de carburant d'un moteur Diesel. Dans les installations d'injection classiques pour moteurs Diesel, la pédale d'accélérateur détermine la position d'une tige de réglage de la pompe d'injection et une butée intervient pour que la quantité d'injec- tion maximale correspondante ne soit pas dépassée La position de la butée est déterminée en fonction des di- verses grandeurs de fonctionnement caractéristiques du moteur à combustion interne, principalement en fonction de la vitesse de rotation de la charge et de la tempé- rature des gaz d'échappement Dans ce but, on reprend, dans le dispositif connu, une valeur maximale dans un champ de caractéristiques en fonction de la vitesse de rotation et de la température des gaz d'échappement, cette valeur étant ensuite mise en rotation avec la valeur maximale relative, par exemple, à la pression d'alimentation Un point essentiel de l'installation connue est donc que la température des gaz d'échappe- ment est utilisée uniquement pour former une valeur de position de butée* L'invention a pour but d'améliorer la précision de la commande et concerne à cet effet une installation du type ci-dessus, caractérisée en ce qu'au dessus d'un seuil de charge déterminé, la quan- tié de carburant est réglable d'après une température des gaz d'échappement fonction de grandeurs caracté- ristiques de fonctionnement. Dans l'installation de commande conforme à l'invention pour la quantité de carburant t d'un moteur à combustion interne à allumage non com- mandé, on donne à la température des gaz d'échappement une fonction de réglage Celà est basé sur la cons- tatation que la température des gaz d'échappement cons- titue une bonne grandeur caractéristique de la charge du moteur ou de la quantité d'injection et que, par elle on peut s'approcher davantage des valeurs limites d'un moteur à combustion interne du type Diesel. L'invention sera mieux comprise en regard de la descritpion ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels: la figure 1 est un schéma par blocs de l'installation de commande conforme à l'inven- tion pour la quantité de carburant d'un moteur à combus- tion interne à allumage non commandé; la figure 2 est un graphique destiné à monter le mode de fonctionnement de l'installation de la figure 1. L'exemple de réalisation représenté se rapporte à une installation de commande électronique de la quantité de carburant d'un moteur à combustion interne à allumage non commandé La référence 10 désigne une pédale d'accélérateur dont le signal de sortie est envoyé à un champ de caractéristiques hyperboliques il correspondant à des quantités de carburant souhaitées. Ce champ est suivi d'un étage sélecteur de valeur mini- male -,2, d'un point de sommation 13, d'un second étage sélecteur de valeur minimale 14 et enfin de l'enroulement d'un dispositif de manoeuvre électromagnétique 15 pour l'organe déterminant les quantités de la pompe d'injec- tion. Un étage de commande à valeur de seuil est désigné par 16 Dans cet étage est reportée en tant que valeur avantageuse 75 % de la valeur de pleine char- ge (VL) Cet étage comporte une entrée de commande 17, par exemple pour un signal de vitesse de rotation Du côté de la sortie, l'étage de commande à valeur de seuil 16 est relié à l'étage sélecteur de valeur minimale 12 ainsi qu'a deux étages de formation de différences 18 Ces deux étages reçoivent de plu Ls, le signal QK de quantités de carburant souhaitées provenant du champ de caractéris- tiques 11 et ils sont raccordés du côté de la sortie à un interrupteur 20 Le branchement est tel que pour un signal de sortie positif de l'étage de formation de diffé- rence 18, la valeur de la différence de l'étage de forma- tion de différence 19 est transmise par l'interrupteur 20 et envoyée à un étage de temporisation 21 Le signal de sortie de cet étage de temporisation est envoyé à la seconde entrée du point de sommation 13. Le second étage sélecteêr de valeur minimale 14 reçoit en tant que signal d'entrée supplémen- taire la valeur de sortie d'un étage de réglage de tempé- rature des gaz d'échappement 23 qui traite l'écart entre la valeur réelle et la valeur de consigne de la tempéra- ture des gaz d'échappement La température de consigne des gaz d'échappement est déterminée a moins en fonction de la vitesse de rotation et, de plus, dans certains cas, en fonction de la pression d'alimentation, du niveau atmosphérique etc Le montage représenté sur la figure 1 fonctionne comme indiqué ci-après: Une quantité de carburant souhaitée déterminée QK résulte de la position de la pédale d'ac- célération 10 et de la vitesse de rotation Dans le domaine des charges partielles, cette quantité déter- mine, par l'intermédiaire des étages sélecteurs de valeur minimale 12 et 14, le signal de commande du dis- positif de manoeuvre de l'organe déterminant les quantités. Si la charge dépasse le niveau de % donné à titre d'exemple, le second branchement intervient avec l'étage de formation de différence 19, l'interrupteur 20 et l'étage de temporisation 21 La différence vis-à-vis du niveau de 75 % est transmise dans ce cas avec du retard, ce retard étant judicieusement provoqué au moyen d'un intégrateur, la valeur de la différence n'intervenant alors complètement qu'après une durée déterminée Celà est judicieux au point de vue de la régulation de la température des gaz d'échappement agissant dans le domaine des charges élevées pour que la régulation de température ne soit pas dépassée par le com- portement hautement dynamique du reste du système Cette durée de retardement est alors avantageusement adaptée au comportement dynamique du régulateur de température, les composantes essentielles de ce comportement étant l'inertie de la sonde de température et les temps morts du système-. La figure 2 met en évidence approxi- mativement le comportement dans le temps du signal de quantité pour deux variations différentes de la charge. Lors de la première variation de charge, à l'instant t la charge doit varier de 60 à 75 % Pour des raisons de simplicité, on admet que cette variation correspond à un mouvement simultané de la pédale d'accélérateur. Etant donné que lors de cette variation de charge, la valeur de seuil n'est pas encore dépassée, la quantité de carburant souhaitée QK est directement transmise par les deux étages sélecteurs de valeur minimale 12 14 et le dispositif de manoeuvre électromagnétique 15 est actionné en conséquence On admet alors que le disposi- tif de manoeuvre déterminant les quantités réalise une sélection univoque entre le signal de commande et la position. Dans le cas le plus simple, le disposi- tif de manoeuvre fonctionne de façon similaire à un instrument de mesure à bobine tournante ou à fer tournant, de sorte que le courant de positionnement et la posi- tion sont liés de façon univoque A l'instant t 2 doit également avoir lieu une augmentation de charge partant d'une charge égale à 60 % de la charge maximale On voit qu'il se produit immédiatement un saut à 75 % ayant lieu par le parcours de signaux direct passant par l'étage sélecteur de valeur minimale 12 Au-dessus de ce seuil de 75 %, l'étage de formation de différences 18 envoie un signal approprié à l'interrupteur 20 qui fait passer par l'organe de temporisation 21 la différence vis-à- vis de la valeur à 75 % Le signal de sortie de cet organe croit suivant une fonction déterminée du temps, cette fonction étant linéaire dans l'exemple représenté, jus- qu'à la valeur finale désirée de 90 %. Pour autant que le régulateur de la température des gaz d'échappement nlintervienne pas, la commande en fonction du temps du dispositif de manoeuvre correspond à la variation du signal de la figure 2 entre les instants t 2 et t 3 Le saut de quantité est suivi d'une variation de quantité moins raide en fonc- tion du temps En d'autres termes, lorsqu'on enfonce la pédale d'accélérateur jusqu'au domaine de pleine charge en partant du domaine des charges partielles, un courant destiné au dispositif de manoeuvre est libéré pour corres- pondre à 75 % de la pleine charge dans un mcteur à aspi- ration normale et dans un moteur suralimenté Il se produit en outre une libération retardée en fonction du temps, dans le domaine de la seconde, jusqu'à la limite définie par la température des gaz dréchappement En raison de ce retardement, il ne se produit aucun dépas- sement de la température des gaz d'échappement On a au contraire, la possibilité d'effectuer urerégulation intentionnelle de la température suivant la valeur maxi- male admissible. Dans certains cas, il est recommandé de traiter non pas la valeur absolue de la température des gaz d'échappement, mais la différence de tempéra- ture entre les gaz d'échappement et l'air d'admission. Il peut en outre se révéler judicieux de ne faire débuter qu'après-un certain temps l'éléva- tion ultérieure des quantités, qui suit le saut égal à 75 % par exemple Cela peut être obtenu en shuntant l'étage de formation de différences 19, de sorte que les quantités souhaitées passent en totalité par l'étage de temporisation 21, la croissance en fonction du temps partant alors de la valeur initiale Dans ce cas, l'orga- -ne sommateur 15 est judicieusement remplacé par une porte OU et le saut du signal à l'instant t 2 est suivi d'une phase à hauteur constante justqu'à l'instant t 4 à laquelle se raccorde une croissance en fonction du temps. De plus, il s'est révéle judicieux, dans le cas de moteurs à combustion interne de types divers, d'avoir un seuil fonction des grandeurs carac- téristiques de fonctionnement, ce seuil pouvant être obtenu au moyen d'une entrée de commande 17 de l'étage de commande à valeur de seuil 16 par exemple pour un signal de vitesse de rotation. En général, la température des gaz d'é- chappement dépend également du début d'injection de la buse d'injection de carburant et ainsi du début d'inflam- mation du carburant On peut en tenir compte en inter- venant dans l'étage de commande à valeur de seuil 16 ou par le moyen de la valeur de consigne de la température de gaz d'échappement. Dans l'exemple de réalisation décrit, la quantité de carburant est réglée au moyen d'un dis- positif de manoeuvre électromagnétique Cette quantité peut aussi, bien entendu, être réglée au moyen d'une soupape électromagnétique. Il est en outre recommandé de prévoir une limitation de la vitesse de rotation maximale par mise à zéro du dosage des quantités. On a constaté qu'avec l'installation de commande électronique conforme d l'invention pour la quantité de carburant à injecter dans un moteur à combustion interne à allumage non commandé, on pouvait compenser des effets de réaction thermodynamiques, se produisant par exemple avec les moteurs suralimentés, ainsi que des actions mécaniques perturbatrices, par exemple, se produisant avec des signaux de réaction mé- caniques du moteur Celà a lieu parce que les moteurs à combustion interne transforment l'énergie dos processus de combustion en énergie cinétique et en énergie ther- mique, la fraction d'énergie cinétique étant directement perceptible et soumise à l'influence de l'opérateur du véhicule, le moteur à combustion interne pouvant etre exploité de façon optimale au moyen de la régulation de la fraction thermique. REVENDICATIONS ) Installation de commande électronique de la quantité de carburant destinée à un moteur à combus- tion interne à allumage non commandé, dans laquelle un réglage de la quantité de carburant est effectué en fonc- tion de la position de la pédale d'accélérateur ( 10)w de la vitesse de rotation et de la température des gaz d'échappement ( 23) caractérisée en ce qu'au dessus d'un seuil de charge déterminé, la quantité de carburant est réglable, d'après une température des gaz d'échappement fonction de grandeurs caractéristiques de fonctionnement. 2 ) Installation de commande électronique selon la revendication 1 caractérisée en ce que la quan- tité de carburant peut être déterminée au moyen d'un champ de caractéristiques fonction de la position de là pédale d'accélérateur et de la vitesse de rotation, un retard dans la croissance de la quantité ayant lieu au-dessus d'un seuil de charge. 3 )-Installation de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que le seuil de charge est fonction de grandeurs caracté*istiques de fonction- nement. 4 ) Installation de commande selon la revendication 3, caractérisée en ce que le seuil de charge est fonction de la vitesse de rotation. ) Installation de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le seuil de charge est sensiblement égal à % de la pleine charge. 6 ) Installation de commande selon la revendication 2, caractérisée en ce que la valeur de la différence avec la valeur de seuil est retardée. 7 ) Installation de commande selon l'une des revendications 2 et 6, caractérisée en ce que le retardement est du domaine de la seconde. ) Installation de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que la température de co^;i Le des gaz d'échappement est fonction de l'une au moins des grandeurs suivantes, vitesse de rotation, pression d'alimentation, début d'injection ou débit d'air dans la tubulure d'admission. ) Installation de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la température des gaz d'échappement traitée est la valeur absolue de cette température ou la valeur de la différence avec la température de l'air d'admis- sion. ) Installation de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le dosage du carburant est coupé lorsque la vitesse de rotation maximale est atteinte.