Brevet FR2534975A1 — publié le 19840427

Dispositif de pompage de carburant liquide La présente invention se rapporte à un dispositif de pompage de carburant liquide pour fournir du carburant à un moteur à combustion interne, le dispositif comprenant un piston alternatif dans un alesage une sortie dudit alesage par laquelle le carburant peut s'écouler, pendant le mouvement, vers l'intérieur, du piston et une vanne de déversement à commande électromagnétique qui contrôle l'écoulement de carburant à travers un passage connecté audit alesage et qui, pendant le mouvement vers l'intérieur du piston peut être fermé pour provoquer l'écoulement du carburant par la sortie. Avec un tel dispositif, la période pendant laquelle la vanne est fermée en considérant en termes du mouvement du piston, détermine la quantité de carburant qui est déplacée à travers la sortie La vanne doit fonctionner très rapidement et il est de pratique courante de commander l'amenée du courant à la vanne sur une base de temps en relation avec le mouvement du piston Il y a cependant un certain nombre d'inconvénients avec ce procédé de commande' et ceci dérive principalement de la construction de la vanne Comme les moyens d 9 actionnement de la vanne sont de nature électromagnétique et qu'ils contiennent un enroulement, un noyau et une carcasse en fer, la vanne prend un temps limité pour se fermer du fait de l'accumulation graduelle du flux magnétique dans le noyau et la carcasse en fer Il lui faut également un temps limité pour s'ouvrir, cela s'effectuant usuellement par l'action d'un ressort On peut ainsi noter que les vannes doivent- -30 être construites avec des tolérances très étroites afin que les vannes d'un lot de vannes puissent être considérées comme étant identiques De plus, des variations de la force du ressort auront pour résultat une variation des caractéristiques de fermeture et d'ouverture de la vanne lors de son utilisation Outre la construction du dispositif de commande, les tolérances lors de la construction des vannes produiront des temps différents de fonctionnement, par exemple, pour le mouvement total de la vanne Des facteurs externes influenceront également le fonctionnement des vannes, par exemple, des variations de la tension d'alimentation et des différences possibles des caractéristiques et de la réponse du circuit électrique associé de commande - La présente invention a pour objet la conception d'un dispositif du type mentionné ci-dessus sous une forme simple et pratique. Selon l'invention, un tel dispositif comprend des moyens répondant au mouvement de la vanne pour produire des signaux indiquant l'état de la vanne, lesdits signaux, en utilisation, étant appliqués à un circuit de commande des moyens d'actionnement de la vanne. Un exemple du dispositif selon l'invention sera maintenant décrit en se référant aux dessins joints dans lesquels - La Figure 1 est une vue en coupe et en élévation d'un dispositif de pompage ou est incorporée un vanne à commande électromagnétique; La Figure 2 donne un schéma-bloc d'un circuit électrique pour contrôler les moyens d'actionnement La Figure 3 illustre les caractéristiques de fonctionnement de la vanne; et La Figure 4 montre la vanne modifiée selon l'invention, En se référant à la Figure 1 des dessins, elle illustre un dispositif de pompage du carburant du type à distributeur rotatif qui comprend un corps 10 o se trouve un organe distributeur cylindrique rotatif 11 L'organe distributeur est traversé d'un alésage transversal dans lequel sont montés deux pistons de plongeurs 12 qui sont déplacés vers l'intérieur par l'action de lobes de came sur une came annulaire 13 les entourant pendant la rotation de l'organe distributeur Les lobes de came transmettent le mouvement aux pistons par des galets de came o sont incorporés des galets 14 L'organe distributeur est connecté à un arbre rotatif d'entraînement 15 qui, en fonctionnement 2534 7 C est connecté à une partie rotative du moteur afin d'être entraîné, en synchronisme avec lui. L'alesage contenant les pistons communique avèc un passage central 16 dans l'organe distributeur et celui-ci communique avec un passage de refoulement 17 s'étendant radialement qui peut correspondre, à tour de rôle avec des orifices de sortie équi-angulairement espacés, dont un est représenté en 17 A, pendant le mouvement des pistons plongeursvers l'intérieur Les orifices de sortie sont connectés lors du fonctionnement, à des buse d'injection, respectivement, d'un moteur associé. En un autre point, le passage central 16 communique avec un certain nombre de passages d'entrée 18 qui peuvent, à leur tour, correspondre avec un orifice d'entrée 19 connecté à la sortie d'une pompe d'alimentation à basse pression généralement indiquée en 20 La communication de l'un des passages d'entrée 18 avec l'orifice d'entrée 19 se produit pendant le temps o les pistons peuvent se déplacer vers l'extérieur par les lobes de came et pendant cette communication, l'alésage contenant les pistons est totalement rempli de carburant. Dans un exemple particulier, le passage central 16 communique avec une gorge circonférentielle formée sur le pourtour de l'organe distributeur, et cette gorge est en communication constante par un passage d'écoulement avec une vanne de déversement qui est généralement indiquée en 21. La vanne de déversement est illustréede façon plus détaillée sur la Figure 4, et elle est commandée par des moyens électro- magnétiques b mise en action généralement indiqué en 22 Au lieu de la communication continue décrite, la communication du passage central avec la vanne peut se faire par des orifices. Pendant le fonctionnement, ln Quantité de carburant qui est refoulée par le dispositif vers un injecteur du moteur est déterminée par le temps, considéré en terme de degrés de rotation de l'organe distributeur, pendant -lequel la vanne de déversement 21 est fermée Par conséquent, si la vanne est fermée pendant tout le mouvement des pistons vers l'intérieur, la quantité maximum de carburant qui peut être fournie par le dispositif est amenée à l'injecteur Dans la pratique, la quantité de carburant fournie pendant un fonctionnement normal du moteur sera bien plus faible que la quantité maximum et par conséquent la vanne sera fermée - pendant une plus courte période de temps La cadence du début de distribution de carburant au moteur associé peut être modifiée en ajustant le point dans un cycle de fonctionnement de la pompe, o la vanne est fermée. Comme le montre la Figure 4, la vanne de déversement comprend un organe de vanne 23 coulissant dans un alésage 24 L'organe de vanne a une partie de tête légèrement plus grande que le diamètre de l'alésage et coopère avec un siège à l'extrémité de l'alésage En-dessous de la partie de tête, l'organe de vanne est pourvu d'une gorge circonférentielle 25 qui, au moyen de passages (non représentés) communique dans l'exemple particulier, avec la gorge circonférentielle formée sur le pourtour de l'organe distributeur 11. L'organe de vanne est sollicité à une position ouverte au moyen d'un ressort 25 A et est mobile à la position fermée dans laquelle il est représenté, lors de l'excitation du moyen électromagnétique de mise en action. Quand l'organe de vanne est à sa position ouverte, la gorge est exposée à une chambre de déversement 26 qui communique avec une vidange. Le contrôle du moyen électromagnétique de mise en action s'effectue au moyen d'un système de commande qui sera décrit, mais, comme on l'a précédemment expliqué, le mouvement de l'organe de vanne dépend d'un certain nombre de facteurs En se référant à la Figure 3, en 27 est indiquée une impulsion qui dérive d'un transducteur associé à une partie rotative du moteur Cette impulsion est appliquée au système de commande et un temps prédéterminé après le début de l'impulsion, du courant électrique comme indiqué en 28, est appliqué, au moyen de mise en action Comme les moyens de mise en action ont un enroulement et également un noyau en fer, le courant augmente lentement dans l'enroulement des moyens d'actionnement et ce n'est que lorsque le courant a atteint une valeur prédéterminée que la vanne se ferme Le mouvement de l'organe de vanne est indiqué en 29 L'impulsion de courant se réduit à une valeur de maintien afin d'économiser le courant électrique et également de réduire la quantité de chaleur produite dans l'enroulement des moyens d'actionnement Cependant, on peut voir que la vanne reste en position fermée On notera qu'un temps limité est requis pour que la vanne atteigne la position fermée et lorsque l'écoulement de courant électrique cesse, il faut un autre temps limité pour que la vanne se déplace à sa position totalement ouverte Comme on l'a expliqué, les tolérances de fabrication peuvent fortement influencer le temps requis pour que l'organe de vanne passe à la position fermée à la suite du début de l'écoulement de courant et afin de tenir compte de ce retard qui peut varier pendant l'utilisation du dispositif, la vanne de déversement est pourvue d'un transducteur qui applique un signal au circuit de commande Le transducteur est représenté sur la Figure 4 et il comprend un organe formant noyau 30 mobile dans un calibre creux 31 qui porte un enroulement 32 A partir du signal produit par le transducteuril est possible de repérer le moment exact de la fermeture de la vanne et également de son ouverture Dans la pratique, la distribution du carburant commencera à avoir lieu juste avant que la vanne ne soit totalement fermée et continuera pendant un court instantaprès que la vanne aura commencé à S ouvrir Cela est dû au fait que la vanne commencera à restreindre l'écoulement de carburant dans le passage de déversement en se fermant et cela aura pour résultat une mise sous pression du carburant dans le passage de distribution 17. En se référant maintenant à la Figure 2, le moyen de mise en action de la vanne est illustré en 22 sous forme de schéma-bloc et il reçoit du courant électrique d'un circuit d'excitation 33 Le circuit d'excitation est commandé par deux modules de correction 34, 35, le module 34 appliquant un signal"PASSANT" au circuit d'excitation et le module 35 un signal "NON PASSANT" Le module 34 corrige les variations dans le temps, c'est-à-dire le début de distribution de carburant et le module 35 les variations de volume de distribution. Un circuit 36 est également prévu, auquel sont appliqués des signaux représentatifs de divers paramètres de fonctionnement du moteur comme par exemple la température, la pression d'entrée de l'air et la vitesse du moteur, et également les paramètres souhaités de fonctionnement qui sont déterminés par l'opérateur Le circuit, sur la base de l'information stockée, détermine la quantité de carburant à fournir au moteur à chaque course de refoulement de la pompe et également la cadence de la distribution de carburant au moteur Le circuit 36 reçoit également deux groupes de signaux de temporisation de transducteurs 37, 38 qui sont associés à une partie rotative ou des parties rotatives de la pompe et/ou du moteur associé Le signal produit par l'un de ces transducteurs, de préférence le transducteur 37, est utilisé comme signal de vitesse Le transducteur 37 est agencé pour produire un train continu d'impulsions à une relativement haute fréquence tandis que le transducteur 38 produit des impulsions de repérage, le nombre des impulsions de repérage produites par tour de la pompe étant égal au nombre de cylindres du moteur Les signaux du transducteur 37 sont appliqués ' deux circuits compteurs 39, et le signal du transducteur 38 est appliqué uniquement au circuit 39 Les circuits 39 et 40 reçoivent également des signaux d'un détecteur 41 de fermeture de la vanne qui reçoit des signaux du transducteur 32 qui est associé à la vanne. Le circuit 40 reçoit des signaux d'un détecteur 42 d'ouverture de la vanne, celui-ci recevant également les signaux du transducteur 37 Les détecteurs 41 et 42 sont agencés pour tenir compte du fait que la distribution de carburant peut débuter avant que la vanne ne soit totalement fermée et continuer quand la vanne a commencé à s'ouvrir. Dans un exemple typique, la vanne peut être considérée comme étant fermée quand elle a parcouru 90 % de sa course de fermeture et ouverte quand elle a parcouru 10 % de sa course d'ouverture. Le circuit 39 utilise le signal du transducteur 38 comme signal de compte de départ, le compte étant le nombre d'impulsions produites par le transducteur 37 Le signal de compte d'arrêt est produit par le circuit 41 et la valeur de compte produite par le circuit 39 est par conséquent une indication, en termes de degrés de la rotation du moteur, du temps requis pour que la vanne se ferme après l'impulsion repère produite par le transducteur 38 Le circuit 40 utilise le signal produit par le circuit 41 comme signal de compte de départ et celui produit par le circuit 42 comme signal de compte d'arrêt La valeur de compte produite par le circuit 40 est par conséquent une indication, en termes des degrés de rotation du moteur, du temps o la vanne est fermée et par conséquent, une indication de la quantité de carburant distribuée au cylindre respectif du moteur. Le circuit 36 produit sur des lignes 43 et 44, le signal souhaité de temporisation et les signaux souhaités de durée de fermeture de la vanne ou de quantité, respectivement, ces signaux étant en rapport avec les impulsions repères Les lignes 4-3 et 44 sont connectées aux entrées de comparateurs 45, 46 respectivement, qui reçoivent également des signaux des circuits 39, 40, respectivement. Le circuit 36 produit également des signaux impulsionnels correspondant aux impulsions repères produites par le transducteur 38 Ceux-ci se produisent plus tôt que ce qui est requis, donc il est possible de tenir compte de variations normales de temps et un ajustement des signaux de commande appliqués au circuit d'excitation 33 peut avoir lieu, pour tenir compte des tolérances de fabrication et des variations du circuit, avec application aux modules 34, 35. On suppose pour le moment que le moteur fonctionne en conditions stables et que les temps et la quantité de carburant sont corrects Les sorties des comparateurs 45 et 46 sont nulles donc les signaux impulsionnels appliqués par le circuit 36 aux modules de correction 34, 35 ne sont pas affectés par les modules S'il y a des erreurs de temps et/ou de quantité de carburant, les modules 34, 35, sur la base des signaux fournis par les comparateurs 45, 46, modifient les signaux impulsionnels d'une quantité appropriée pour obtenir les temps et la quantité de carburant souhaités à la fourniture suivante de carburant De ce point de vue, il faut noter que les modules de correction comprennent des composants de mémoire qui enregistrent les temps et la quantité de carburant réels ainsi que les erreurs pour permettre une correction lors de la prochaine fourniture de carburant. S'il y a un changement dans les temps ou la fourniture de carburant que l'on souhaite, les signaux de sortie produits par l'un ou les deux comparateurs changent, ce qui conduit à un retard différent. Il n'est pas toujours souhaitable, pendant le fonctionnement du dispositif, d'effectuer une correction complète d'une erreur Par exemple, si une erreur des temps de un degré se produit, alors il peut être souhaitable de la corriger par deux corrections d'un demi-degré pour éviter un dépassement La détermination de la quantité de correction et du nombre d'étapes de correction s'effectue par des circuits dans le module de correction 34. REVENDICATIONS 1 Dispositif de pompage de carburant liquide pour fournir du carburant à un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend un piston ( 12) alternatif dans un alésage une sortie dud-it alésage par o du carburant peut s'écouler pendant le mouvement du piston vers l'intérieur, une vanne de déversement ( 21) à commande électromagnétique qui contrôle l'écoulement de carburant à travers un passage connecté audit alésage et qui pendant le mouvement du piston vers l'intérieur peut être fermée pour provoquer l'écoulement de carburant par la sortie, et des moyens ( 37, 38) répondant au mouvement de la vanne de déversement pour produire des signaux indiquant l'état de la vanne, ainsi qu'un circuit de commande contrôlant le fonctionnement de ladite vanne. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens répondant au mouvement de la vanne ( 23,24) de déversement comprend un transducteur ayant un composant mobile ( 30) avec l' organe de vanne de la vanne de déversement, et des premier et second détecteurs répondant au signal produit par ledit transducteur, lesdits premier et second détecteurs produisant des signaux indiquant respectivement une fermeture et une ouverture effectives de la vanne. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un compteur, un moyen pour appliquer, audit compteur, une première série d'impulsions dont la fréquence dépend de la vitesse de rotation du moteur associé, le signal produit par ledit premier détecteur étant appliqué à l'entrée de compte de départ dudit compteur et le signal produit par ledit second détecteur étant appliqué à l'entrée de compte d'arrêt dudit compteur, la valeur de compte du compteur représentant la durée pendant laquelle la vanne est fermée, et un comparateur dans lequel ladite valeur de compte est comparée à un signal représentatif de la durée souhaitée de fermeture de la vanne. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour produire une seconde série d'impulsions qui se produisent en des positions prédéterminées du moteur, un second compteur pour compter ladite première série d'impulsions, ladite seconde série d'impulsions étant appliquée à une entrée de compte de départ dudit second compteur, et le signal dudit premier détecteur étant appliqué à l'entrée de compte d'arrêt dudit second compteur, la valeur de compte dudit second compteur représentant la durée requise de fermeture de la vanne.