Brevet FR2570177A1 — publié le 19860314

1.- "Organe de détection de positions pour une partie mobile dans un véhicule automobile." L'invention part d'un organe de détection de positions pour une partie mobile dans un véhicule au- tomobile, avec un entra nement commun pour plusieurs - capteurs de positions et plusieurs longueurs de pistes, selon le modèle d'utilité allemand 71 20 684. Dans ce brevet est décrite une résistance rotative réglable de façon discontinue pour 8tre utilisée comme indicateur de positions d'un clapet d'étranglement. Il est alors essentiel, conformément à la description, qu'un bot- tier comporte sur une plaque de commutation unique, deux circuits de potentiomètres électriquement isolés l'un de l'autre, et qu'à chacun de ces deux circuits de potentiomètres, soit associé un curseur fixé à un axe de la résistance rotative. Grâce à cette disposition, il est possible d'obtenir sur la longueur totale des potentiomètres respectifs, deux courbes caractéristiques différentes qui peuvent à leur tour, être mises en oeu- vre dans des buts différents. Le document DE-OS 24 42 373 décrit une ins- tallation d'injection de carburant commandée électrique- ment et fonctionnant de façon intermittente, avec un signal d'injection engendré à partir de la vitesse de rotation et de la position du clapet d'étranglemento La position du clapet d'étranglement est alors détectée au 2.- moyen d'un potentiomètre. Pour un dosage optimal du car- burant, il est nécessaire de détecter très exactement la position du clapet d'étranglement dans la zone oh l'angle d'ouverture de ce clapet est relativement faible, c'est- à-dire dans la zone de faible charge. Cela nécessite une résolution plus élevée dans la zone de faible charge que dans les zones de plus forte charge. Il s'est avéré que dans quelques cas, la détection d'une tension de potentiomètre avec des conver- tisseurs analogiques/numériques classiques à huit chiffres binaires, ne suffit pas pour la résolution relative. No- tamment dans le cas de faibles angles d'ouverture, la quantification se traduit par un bond important par in- crément. Il est certes connu d'obtenir une résolu- tion différente par l'intermédiaire de potentiomètres- comportant des courbes caractéristiques non linéaires (par exemple une courbe caractéristique logarithmique). Du point de vue de la production en grande série, la réa- lisation de potentiomètres de ce type n'est pas sans po- ser de problèmes en ce qui concerne l'exactitude de leur reproduction, et par ailleurs, l'installation de poten- tiomètres de ce type dans un véhicule automobile, sou- lève des problèmes de précision. L'un des buts de l'invention est en consé- quence de créer un organe de détection de positions qui soit d'une réalisation simple et avec lequel on puisse obtenir relativement sans problème, une résolution élevée et aussi une résolution différente dans les différentes zones de charges. Ce but est obtenu conformément à l'in- vention en ce que ces diverses longueurs de pistes sont disposées sur la longueur totale de façon à pouvoir obte- nir une résolution différente du signal de position, et en ce que les diverses longueurs de pistes sont parcourues sur la longueur totale au moins partiellement l'une après 3.- l'autre. D'autres avantages particuliers de l'inven- tion sont caractérisés en ce qu'aux extrémités des diffé- rentes longueurs de pistes, s'applique de préférence res- pectivement un potentiel commun. Les différentes longueurs de pistes ont des longueurs différentes, et sont décalées les unes par rapport aux autres, et empiètent les unes sur les autres tout au moins dans les zones limitrophes com- munes. Au moyen des différentes longueurs de pistes, on peut obtenir des fonctions différentes du signal de sortie, en relation avec la position considérée. Selon une des caractéristiques de l'inven- tion, il est réalisé par la technique des couches (épais- ses) et les différentes pistes sont rapportées sur un subs- trat commun. Il est utilisé comme détecteur de positions d'un clapet d'étranglement. On peut obtenir une résolution élevée du signal de positions sur la longueur totale. L'organe de détection de positions conforme à l'invention permet la mesure de positions sur une éten- due totale avec des taux de résolution plus élevés et aussi avec des taux de résolution différents, et cet or- gane est d'une réalisation relativement simple. D'autres avantages de l'invention découlent en liaison avec la description ci-après des exemples de réalisation représentés sur les dessins ci-joints. - la figure 1 est une vue d'ensemble d'une installation d'injection commandée électroniquement dans laquelle sont traitées, comme grandeurs caractéris- tiques les plus importantes du fonctionnement, la posi- tion du clapet d'étranglement et la vitesse de rotation, - la figure 2a montre un organe de détec- tion de positions conforme à l'invention avec plusieurs pistes individuelles ou bien plusieurs zones individuel- les partant d'un point de début commun, 4.- - la figure 2b montre un graphique des droites avec des pentes différentes à partir d'un point correspondant à la butée commune gauche, - la figure 3a montre un autre exemple d'un organe de détection de positions avec des zones individuelles réparties sur la zone totale, - la figure 3b montre une allure du signal en forme de dent de scie, - la figure 4a montre enfin un organe de détection de positions pour un mouvement de rotation avec deux longueurs de pistes individuelles décalées, - la figure 4b montre l'arbre d'un clapet d'étranglement et une fiche quadripolaire reliée aux pis- tes de curseurs associés aux pistes résistantes indiquées en figure 4a, la figure 4c montre le schéma électrique de remplacement correspondant à la figure 4a, - la figure 4d montre l'allure du signal électrique du dispositif de la figure 4a. La figure 1 montre la structure de base d'une installation d'injection de carburant commandée électriquement et fonctionnant, de préférence, de façon intermittente, à partir de signaux de vitesse de rota- tion et de positions angulaires du clapet d'étranglement. Une telle installation est par exemple connue par le document DE-OS 24 42 373, déjà mentionné. Un moteur à combustion interne 10 reçoit de l'air aspiré par l'intermédiaire d'une tubulure d'as- piration 11 avec un clapet d'étranglement 12 et il com- porte une canalisation de gaz d'échappement 13. Un détec- teur de vitesse de rotation 14 détecte la vitesse de rotation instantanée du vilebrequin et détermine en tenant compte de la position angulaire soupape d'injection 15 associée à la tubulure d'aspira- 5.- tion 11. Dans l'appareil de commande 16 pour l'injection électronique, sont en outre mémorisées, en règle g6nérale, à c8té de la vitesse de rotation et de la position du clapet d'étranglement, d'autres grandeurs caractéristiques du fonctionnement, telles que par exemple la température et lambda. Cela est indiqué par d'autres entrées de l'appareil de commande 16. Selon la zone de charge du moteur à com- bustion interne, le clapet d'étranglement 12 a un angle d'ouverture différent. La réaction du moteur à combus- tion interne dans la zone des petits angles deouverte du clapet d'étranglement est plus sensible que pour les grands angles d'ouverture, de sorte qu'il est nécessaire de choisir une résolution de l'angle d'ouverture plus élevée dans la zone de faible charge que dans la zone su- périeure. Sous forme de représentation linéaire, de façon à être plus perceptible, la figure 2a montre un exemple de réalisation d'un organe de détection de positions pour le clapet d'étranglement 12 dans le cas de l'installation selon la figure 1. D'après la figure 2a, on a sur un substrat commun 20, trois pistes résistantes 21, 22 et 23, aux- quelles sont associées trois pistes de curseurs 24, 25 et 26, ainsi que trois curseurs 27, 28 et 29, couplés à un entrainement commun, non représenté. Les trois pistes résistantes constituent trois potentiomètres dont les signaux de sortie sont acheminés par l'intermédiaire des pistes conductrices 24 à 26 aux conducteurs 30 à 32, et les différents signaux peuvent être sélectionnés au moyen d'un commutateur 33 en vue de leur traitement ul- térieur. 6.- Il est alors essentiel que sur les diffé- rentes longueurs des pistes résistantes 21 à 23, il y ait respectivement une chute totale de la tension appliquée, de sorte que sur l'ensemble de la longueur des pistes, le signal représenté sur la figure 2b soit obtenu. Comme les différentes pistes résistantes 21 à 23 sont prévues avec une évolution linéaire de leur résistance, on ob- tient selon la figure 2b des droites avec des pentes dif- férentes à partir d'un point qui correspond à la butée commune gauche. Certes trois pistes résistantes sont indi- quées sur la figure 2a, mais l'invention peut être con- çue de façon très générale pour un grand nombre de pis- tes individuelles, dont deux sont à considérer dans le cas le plus simple. Si l'une des pistes résistantes atteint son point terminal à droite ou bien le voisinage de ce point, cela est détecté par des moyens électriques et la commu- tation du commutateur 33 se poursuit et de façon appro- priée. On obtient ainsi finalement l'allure du signal re- présentée en trait plein sur la figure 2b, ce qui repré- sente des résolutions différentes sur les différentes pistes. la figure3a montre une variante de l'ins- tallation de la figure 2 du fait que les différentes pis- tes résistantes ne débubent pas à la m9me position d'en- trafnement mais sont décalées les unes par rapport aux autres. C'est ainsi que dans l'exemple de la figure 3, la seconde piste résistante 35 commence à la fin de la piste résistante 21 ou dans une zone déterminée de recou- vrement avec celle-ci, et qu'une autre piste résistante 36 éventuellement prévue commence là o se termine la piste résistante 35 précédemment parcourue. Cela signifie d'après la représentation de la figure 3b, une allure du signal en forme de dents de scie pour l'ensemble des 7.- pistes avec une résolution très élevée dans toutes les zones. Des modifications par rapport aux représentations des figures 2 et 3 sont bien entendu possibles, en par- tant de ce que des fonctions déterminées sont associées aux différentes pistes résistantes. Il importe seulement d'avoir une zone d'action différente pour les différents curseurs qui relient respectivement les pistes résistantes 21 à 23 aux pistes conductrices 24 à 26, ces curseurs pouvant aussi parcourir le prolongement des pistes résis- tantes 21 et 22 ou bien 35 sans influencer le signal. La figure 4 montre un exemple de réalisa- tion concret de ce que l'on appelle un potentiomètre de clapet d'étranglement correspondant au principe de la figure 3, c'est-à-dire que les différentes pistes ré- aistantes sont décalées les unes par rapport aux autres. Dans le cas du potentiomètre de clapet d'étranglement selon la figure 4a, on a deux pistes ré- sistantes 40 et 41 en étant décalées l'une par rapport à l'autre sont disposées i l'intérieur d'un angle de dé- viation déterminé d'un entrafnement 51o Les zones rési- duaires des pistes résistantes, c'est-à-dire leurs com- pléments à l'angle de déviation complet, sont alors argentées par dessous. Un signal prélevé sur elles est en conséquence indépendant de la position. Les pistes de curseurs associées aux deux pistes résistantes 40 et 41 sont désignées par 42 et 43. Elles sont respecti- vement reliées par une résistance 44 et 45 avec au to- tal quatre points de raccordement 46 à 49 et du fait de la réalisation hermétique du potentiomètre de clapet d'étranglement, elles sont reliées à l'extérieur par une fiche quadripolaire 50. Cette fiche quadripolaire 50 est visible en coupe sur la figure 4b. Sur cette figure est également indiqué un arbre 51 du clapet d'étrangle- ment, un levier de réglage 52 solidaire de cet arbre, et auxquels sont à leur tour reliés chacun par l'interm- 8. diaire d'une plaque isolante 53 et 54, les curseurs 55 et 56 qui relient respectivement la piste résistante 40 à la piste de curseur 42 et la piste résistante 41 à la piste de curseur 43. La figure 4c montre le schéma électrique de remplacement correspondant au dispositif de la figure 4a avec les m8mes références respectives. Il est constitué essentiellement de deux pistes de potentiomètres branchées en parallèle avec des zones résistantes décalées et un entraînement commun 52. La figure 4d montre l'allure du signal élec- trique du dispositif de la figure 4a. La première piste résistante 40 intervient dans la zone angulaire O i oC la zone angulaire o(1 g X 4 c3. Comme les deux pis- tes résistantes 40 et 41 ont une longueur différente, il en résulte également des pentes différentes et donc des gradients de tension différents pour un incrément an- gulaire selon la zone angulaire considérée. Dans une cer- taine mesure on a ici dans l'exemple de réalisation de la figure 4, une forme mixte des exemples selon la figure 2 et la figure 3 car, dans le cas de la figure 4, on part de valeurs de début différentes mais, en même temps, des pentes différentes sont réalisées. Le domaine d'application de l'organe de détection de positions conforme à l'invention n'est pas limité à la détection de la position d'un clapet d'étran- glement, il peut être mis en oeuvre partout o une mesure de positions doit s'effectuer sur l'étendue totale des valeurs avec une résolution différente et doit être rap- portée à des potentiomètres individuels opérant essentiel- lement de façon linéaire, 9.- REVENDICATIONS 1.- Organe de détection de positions pour une partie mobile dans un véhicule automobile, avec un entrainement commun pour plusieurs capteurs de positions et plusieurs longueurs de pistes, organe caractérisé en ce que ces diverses longueurs de pistes (21-23) sont disposées sur la longueur totale de façon à pouvoir ob- tenir une résolution différente du signal de position. 2- Organe de détection de positions selon la revendication 1, caractérisé en ce que les diverses longueurs de pistes (21-23) sont parcourues sur la lon- gueur totale au moins partiellement l'une après l'autre. 3.- Organe de détection de positions se- lon la revendication 2, caractérisé en ce qu'aux extré- mités des différentes longueurs de pistes (21-23, 36, et 41), s'applique, de préférence respectivement un potentiel commun (O, +). 4.- Organe de détection de positions se- lon la revendication 2, caractérisé en ce que les diffé- rentes longueurs de pistes (21-23 et 40, 41) ont des lon- gueurs différentes. 5.- Organe de détection de positions se- lon l'une quelconque des revendications 2 ou 4, caracté- risé en ce que les différentes longueurs de pistes (21, 35, 36, 40, 41) sont décalées les unes par rapport aux autres. 6 - Organe de détection de positions se- lon la revendication 5, caractérisé en ce que les dif- férentes longueurs de pistes empiètent les unes sur les autres, tout au moins dans les zones limitrophes communes.o 7.- Organe de détection de positions se- lon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caracté- risé en ce qu'au moyen des différentes longueurs de pistes, on peut obtenir des fonctions différentes du signal de sortie (linéaire, non linéaire) en relation avec la position considérée. 8.- Organe de détection de positions se- lon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caracté- risé en ce qu'il est réalisé par la technique des cou- ches (épaisses) et que les différentes pistes sont rap- portées sur un substrat (20) commun. 9.- Organe de détection de positions se- lon l'une quelconque des revendications 1 à 8, carac- térisé en ce qu'il est utilisé comme détecteur de posi- tions d'un clapet d'étranglement. 10.- Organe de détection de positions pour une partie mobile dans un véhicule automobile, avec un entraînement commun pour plusieurs capteurs de positions et plusieurs longueurs de pistes, ces longueurs de pistes étant disposées sur la longueur totale, organe caractérisé en ce qu'on peut obtenir une résolution élevée du signal de positions sur la longueur totale.