Brevet FR2566048A1 — publié le 19851220

- 1 - L'invention concerne un procédé de détermination de l'état de contact du mécanisme d'étranglement principal d'un moteur à combustion soumis à une précontrainte élastique dans le sens de la fermeture de l'étrangelement avec un dis- positif de mise en position du clapet d'étranglement qui for- me butée et dont le déplacement est provoqué, en fonction de paramètres de fonctionnement, par des signaux de commandeo Il est cornu, pour la détermination de l'état de marche à vide du mécanrisme d'étranglement ou de son état de contact avec le dispositif de mise en position du clapet d'étrangle- ment, de monter sur le poussoir de cedispositif de mise en position qui entre en contact avec le mécanisme d'étrangle- ment principal un indicateur de contact électromécaniqueo Ce dispositif de commutation est cependant très fragile, car il est soumis à de gros efforts et est souvent attaqué par l'atmosphère qui l'entoure. Le but de l'invention est donc la mise au point d'un procédé du type initialement défini qui permette pour la dé- termination de l1état de contact, de renoncer à l'utilisa- tion d'un indicateur de contact ou d'un dispositif de conmmu- tation dans la zone d'action réciproque du mécanisme d'é- tranglement et du dispositif de mise en position du clapet d'étranglement. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que, dans un procédé du type initialement défini, l'état de con- tact est contrôlé au moyens d'opérations dans lesquelles le dispositif de mise en position du clapet d'étranglement est soumis à des impulsions de signaux de commande qui sont orientées dans le sens de l'ouverture du mécanisme d'étran- glement principal et qui provoquent toujours un déplacement lorsque le mécanisme d'action sur le clapet d'étranglement est écarté et ne provoquent pas de déplacement lorsque le mécanisme d'action sur le clapet d'étranglement est au con- tact, et que la réaction du sytème est utilisée comme me- sure de l'état de contact. -2- Dans ltétat de marche à vide, c'est-à-dire lorsqu'on libère le pédale d'accélérateur, le mécanisme d'action sur le clapet d'étranglement est au contact du dispositif de mise en position du clapet d'étranglement tandis qu'en cas de charge partielle ou totale, c'est-à-dire lorsqu'on ap- puie sur la pédale d'accélérateur, il est écarté du dispo- sitif de mise en position du clapet d'étranglement. De ce fait, dans l'état de marche a vide, il faut, lors du dépla- cement du dispositif de mise en position du clapet d'étran- glement dans le sens de l'ouverture du mécanisme agissant sur le clapet, surmonter des résistances plus considéra- bles, le principe de l'invention est de tirer parti des dispositions indiquées pour déduire de ces différences des conclusions relatives i l'état de contact à chaque instant?- Dès que, sous l'action des impulsions de signaux de com- mande, une réaction du système se produit sous la forme d'un déplacement, cela signifie que le mécanisme d'action sur le clapet d'étranglement est écarté du dispositif de mise en position du clapet d'étranglement tandis cue, lors- qu'il ne se produit pas de déplacement, on est dans l'état de marche à vide. Ce procédé est extrêmement simple, car il n'exige qu'une action d'impulsions adéquates d'éléments déjà existants et une interprétation de la réaction du sys- tème. Dans un mode de réalisation de l'invention dans lequel on utilise un dispositif électropneumatique de mise en po- sition du clapet d'étranglement d'une boîte à membrane sou- mis à une précontrainte élastique dans le sens de l'ouver- ture de l'étranglement, avec une zone de pression de travail en dépression et de volume variable et des soupapes d'entrée d'air et d'évacuation de la pression, la solution préférée consiste à faire ouvrir et à fermer alternativement les sou- papes d'entrée d'air et d'évacuation de la pression par des impulsions de signaux de commande qui font que l'hystérésis déplacement-pression est sûrement masquée lorsque le méca- nisme d'action sur le clapet d'étrarg.eme- t est écarté, ce qui provoque un daplacement, et n'est sarement pas masquée lorsque / ca'ise d'action. sur le clapet d'étrangelement est au contact, Me Qui exclut tout déplacement. Le système global qui inter-; ent lorsque le gcmanisme d'action sur le clapet d'étranglement est au contact du dispositif de mise en position du claret a une hystérésis déplacement -pres- sion plus grande que celle du dispositif de mise en posi- tion du clapet d'étranglement qui intervient seul en cas de charge partielle ou totale. Dans ces conditions, le système global (en marche à vide) exige, pour réaliser des dépla- cements des varia-ions de pression plus grandes que le dis- positif de mise en position (en cas de charge partielle ou totale)o Dès lors l'état de contact peut Ctre déterminée d'une manière simple par les variations de pression corres- pondantes dans le dispositif de mise en position d'appui du clapet d'étranglemento Lorsqu'un dispositif électropneumatique de mise en po- sition du clapet d'étrangelemnt de ce type contient, d'une manière connue, un dispositif de réinjection des informa- tions relatives aux positions, il est préférable dans ce cas, de prévoir une valeur de seuil pour le déplacment. De ce fait, le dispositif de réinjection déjà en place pour la commande, le réglage ou l'indication des informations peut être utilisé en même temps pour la prise en compte de la réaction du systèmeo La fixation a priori d'une valeur de seuil permet par exemple de distinguer un déplacement méri- tant d'être pris en compte d'avec des signaux erronés pro- venant de vibrations0 Lorsqu'on utilise un dispositif de mise en position du clapet d'étranglement commandé par un moteur électrique, il est préférable que la réaction du système soit prise en com- pte par- traitement du courant de démarrage ou de régime et/ou de la tension du moteur et/ou du retard séparant le débt des impulsions de commande et le début du déplacement. En - 4- raison de la grande résistance mécanique du mécanisme agis- sant sur le clapet d'étranglement, le courant de démarrage du moteur est plus intense que lorsque le mécanisme d'ac- tion sur le clapet d'étranglement est écarté (charge par- tielle ou totale). Par ailleurs, dans cet état de fonction- nement, le retard du début du déplacement est plus grand. Ces différences peuvent être décelées facilement et utili- sée pour la détermination de l'état de contact. Lorsqu'on utilise un dispositif de mise en condition du clapet d'étranglement commandé par un moteur électrique et comprenant un appareil indicateur de position associé au mécanisme d'étranglement principal, il est préférable que le retard soit déterminé par traitement des signaux au ni- veau de l'indicateur de position. Cet appareil peut être utilisé en même temps à plusieurs fins et n'exige pas de moyens spéciaux pour l'enregistrement du déplacement. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, des valeurs de seuil sont prévues pour le courant de démarrage ou de régime et/ou le tension du moteur et/ou le retard. De ce fait, il est possible, en fonction de facteurs quel- conques de distinguer nettement les états de fonctionne- ment correspondant au cas o le mécanisme d'action sur le clapet d'étranglement est au contact et au cas o il est écarté. Dans un autre mode de réalisation la solution préféré consiste à faire dépendre lalongueur et/ou l'amplitude des impulsions de signaux de commande et/ou les valeurs de seuil de facteurs extérieurs, comme la température et la tension du régime. Cette solution permet un réglage ultérieur et une adaptation à des facteurs extérieurs variables. C'est ainsi, par exemple, qu'en cas d'augmentation de la tension de régime lorsque l'on utilise un dispositif de mise en po- sition du clapet d'tranglement commandé par un moteur élec- trique, il est avantageux d'augmenter la longueur et/ou l'amplitude des impulsions de signaux de commande et/ou -5 d'élever la valeur de seuil du courant. C'est l'inverse en cas d'élévation de la température. En remplacement o en plus, il est égaement possible de faire dépendre la longueur et/ou l'amplitude des impul- sions de signaux de commande et/ou les valeurs de seuil de l'état de fonctionnement du dispositif de mise en position du clapet d'étra-nlezent. De ce fait, il est possible, par exemple, de prévoir une modification des grandeurs en ques- tion suivant la déviation du dispositif de mise en position du clapet d' trlezent, de manière à compenser les influ- ences inhérentes au système comme, par exemple, l'influence exercée par la déviation sur l'hystérsi-s trajet-pression d'un dispositif électropneumatique de mise en position du clapet d'étranglemento Pour oue le fonctionnement s'effectue toujours sans incident, il peut encore être avantageux, avant la mise en marche ou à plusieurs reprises, que, lors de l'étalonnage, la longueur et/ou l'amplitude des impulsions de signaux de commande et/ou les valeurs de seuil à partir de valeurs élevées soient abaissées de telle manière que, lorsque le mécanisme d'action sur le clapet d'étranglement est au contact, aucune réaction du système ns se produise. Dans un mode de réalisation particulièrement avanta- geux, ce n'est que lorsque les impulsions de signaux de commande provoquent une réaction du système dans le sens de l'ouverture de l'étranglement principal que se produi- sent des impulsions de signaux de commande qui compensent ce mouvement. L'intervention des impulsions compensatrices ne se produit donc qu'après qu'un déplacement se soit pro- duit, ce qui correspond au cas d'une charge partielle ou totale lorsque le mécanisme d'action sur le clapet d'é- tranglement est écartéo Par contre, lorsque, dans l'état de marche, du fait que la charge métallique est plus forte, il ne se produit pas de déplacement, l'intervention d'im- pulsions de signaux de commande devrait ttre supprimée pour que le dispositif de mise en position du clapet d'étranle- ment ne soit pas ramené en arrière, à chaque opération de contr8le, darns le sens de la fermeture du Mécanisme agis- sant sur le clapet d'étranglemern.to Par ailleurs, il est préférable que les opérations de contrôle s'effectuent à des intervalles déterminées, par exemple toutes les vingt millisecondeso On est alors s*r de disposer partiquement en permanence d'informations sur l'état de contact et qu'en même temps le discositif de mise en position du clapet d'étranglement peut toujours assurer les déplacements éventuellement nécessaire. L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen d'exemples de réalisation en se réfé- rant au dessin0 La figure 1 est un schéma d'ensemble d'un dispositif électropneumatique de mise en position du clapet d'étrangle- ment et du mécanisme d'action sur le clapet d'étranglement qui lui est associé et dont l'état de contact avec le dis- positif de mise en position du clapet d'étranglement est déterminé par le procédé suivant l'invention. La figure 2 est un schéma illustrant le principe du traitement des signaux dans le système représenté par la figure 1o La figure 3 est un schéma d'ensemble d'un dispositif de mise en position du clapet d'étranglement commandé par un moteur électrique et d'un mécanisme d'action sur le clapet d'étranglement dont le contact avec le dispositif de mise en position du clapet d'étranglement est déterminé par le procédé suivant l'inventiono La figure 4 est un schéma illustrant le principe de la commande par un moteur et du traitement des signaux dans le système représenté par la figure 30 Comme le montre la figure 1 un dispositif électro- pneumatique 1 de mise en position du clapet d'étranglement est constitué par une botte à membrane et comporte une 2S66048- -7- membranemobile 2 -u sépare une zone 3 relée à l'atcsptère extérieure par une ouverture B d'avec une zone 4à sssion de travail La menmbrane 2 est munie d'une tige de membrane 5 qui est dirigée, en étant guidée vers l'extérieur et aui est poussée par un ressort de compression 6 dans le sens d'une augmentation de la zone 4 à pression de travail. Un mécanis- me 7 d'action sur le clapet d'étranglement comporte un sys- tème de tiges de levier d'accélération représenté d'une ma- nière simplifiée et est attiré par un ressort de traction 8 dans le sens o il doit être en contact avec la tige de mem- brane 5o Le dispositif 1 de mise en position du clapet d'étrangle- ment comprend une soupape magnétique 9 qui peut être mise en action par un premier signal Si et une soupape magnétique 10 qui peut être mise en action par un deuxième signal S2o Ces deux soupapes magnétiques débouchent dans la zone à pres-- sion de travail et sont soumises du c3té entrée à une dépres- sion Pu ou à la pression atmosphérique Ra o Un poussoir Il, qui suit le mouvement de la membrane, porte à son extrémité un dispositif de prise 12 en forme de boucle qui, en un endroit qui dépend de la position effective de la membra- ne 2, relie une résistance soumise à l'action d'un courant (potentiomètre) 13 à une glissière conductrice 14o La glis- sière 14 émet un troisième signal S3, qui correspond à la va- leur indiquant la position effective de la membrane 2o Comme le montre la figure 2, les signaux S1 et 32, sont produits par un circuit de réglage 15 qui, peut recevoir, du côté entrée pour les différentes opérations de déplacement, au moins un signal de comm=are 31, pour chaque opération de contrôle au moins un signal de demande d'information 32 et, le cas échéant, d'autres signaux 33 correspondant à des pa- ramètres de fonctionnemento Ce sont ces signaux d'entrée qui déterminent si les signaux S1 ou S2 sont émis avec une lon- gueur correspondant à l'opération de déplacement voulue ou émis, pour l'opération de contrôle, sous la forme d'impul- 8 - sions de signaux de courte durée, isolément ou alternative- mento Le troisième signal 23 qui indique la position effec- tive.est envoyé à un circuit de sélection 16 pour y déter- miner la présence ou l'absence.d'un réaction du système et, le cas échéant, émettre du c8té sortie un quatrième signal S4 qui représente l'état de contact du mécanisme d'action sur le clapet d'étranglement par rapport au dispositif de mise en position du clapet d'étranglcment. Le circuit de sélection 16 peut alors émettre une valeur de seuil de si- gnal pour de déplacement qui peut encore être ultérieurement adapté en faisant intervenir des p'.>amètres de fonctionne- ment et/ou des influences extérieures. Dans le mode de réalisation.représenté par la figuare 3, l'installation comprend un dispositif de mise ne posi- tion du clapet d'étranglement commandé par un moteur élec- trique avec lequel le mécanisme 7 d'action sur le clapet d'étranglement déjà mentionné peut venir en contact. Le dispositif de mise ne position du clapet d'étranglement comprend un moteur électrique 17 qui est en prise, par l'intermédiaire de dents 19, avec une butée 18 de clapet d'étranglement qui peut se déplacer linéairement dans des dispositifs de guidage 20e Comme le montre la figure 3, le mécanisme 7 d'action sur le clapet d'étranglement est relié, par l'intermédiai- re d'un organe d'entraînement 22 formé d'un système de tyges à une articulation excentrée 23 d'un étranglement principal 21 sommairement représenté. Lorsque le système de tiges 7 est mise en action à l'aide de la pédale d'ac- célërateur, il en résulte une ouverture ou une fermeture de l'étranglementprincipal 21. Cet étranglement peut com- porter un potentiomètre de clapet d'étranglement 24 oui peut fournir urn signal S8 indiquant la position de l'é- trarglemert principal 21. Comme le-montre la figure 4, le moteur électrique 17 peut recevoir, par ses bormes A, B et par un organe 25 de réception de courant, du courant provenant d'une baterie 26 par l'interz4diaire d'un groupe de comutateurs 2'7, 28 dans l'un des sens de passage du courant et par l'interz- diaire d'un groupe de commutateurs 29, 30 dans le sens de passage opposé du courant. Les deux groupes de commutatseurs peuvent ttre mis en action par des signaux S5 ou S6, qui, en principe, ont la même action quie les signaux S1 et S2 des figures 1 et 2 et qui, comme l'indique la figure 4 sont émis par un circuit de conmarnde 31, qui correspond au circuit de cozmande 15 de la figure 1, en fonction des signaux d'entrée déjà mentionnés. Un signal S7 provena-%- de l'organe collecteur de courant 25 et / ou le signal S8 de la figure 3 son- envoyés à un circuit de sélection 32 qui correspond au circuit de sélection 16 et qui émet un signal S9 qui correspond au signal S4 de la figure 2 et représente l'état de contact du mécanisme 7 d'action sur le clapet d'étranglement. Un déplacement normal du dispositif 18 de mise en po- sition du clapet d'étranglement commandé par un moteur é- lectrique est provoqué du fait que le signal S5 ou S6 est émis avec la longueur nécessaire pour que le moteur élec- trique 17 puisse tourner assez loin dans l'un ou l'autre sens. Par contre, si une opération de contrÈle est néces- saire pour la détermination de l'état de contact, il suf- fit que le moteur électrique 17 soit soumis, dans le sens de l'ouverture du mécanisme 7 d'action sur le clapet d'é- tranglement (ou encore alternativement), à de courtes im- pulsions de signaux pour que le signal S7 et/ou le signal S8 indique la réaction du système. Pour le signal S7, le principe est que lorsque le mécanisme 7 d'action sur le clapet d'étranglement est au contact, le courant de dé- marrage et/ou de régime du moteur électrique est plus fort que dans le cas d'une charge partielle ou totale. Pour le signal S8, le principe est que le retard du dé- but du déplacement de l'étranglement principal 21 est, - 10 - lorsque-le mécanisme 7 d'action sur le clapet d'étranle- ment est au contact, plus grand que dans le cas d'une char- ge partielle ou totale. Au lieu du signal S7, on peut le cas échéant, utiliser également la tension de moteur du mo- teur électrique 17.. Egalement dans le système représenté-par la figure 3 il est possible de prévoir dans le circuit de sélection 32 des valeurs de seuil adéquates et de les régler ultérieure- ment, le cas échéant, pour les adapter en fonction de para- mttres de fontionnement ou de facteurs extérieurs. Lorsque l'installation comprend un potentiomètre 24 de clapet d'étranglement, le traitement des données peut s'ef- fectuer purement électriquement ou-encore la réaction du système doit être mise en évidence au niveau même du dis- positif de mise en position du clapet d'étranglement, par exemple au moyen d'un potentiomètre de position monté à cet emplacement. Les modes de réalisation décrits et représentés ne con- stituent que des exemples d'application du procédé suivant l'invention. Le principe consiste toujours en ce que des contrôles répétés sont effectués à l'aide d'impulsions de signaux de commande et que c'est la réaction du système dans chaque cas qui sert à déterminer l'état de contact du mécanisme d'action sur le clapet d'étranglement par rap- port au dispositif de mise en position du clapet d'étran- glement. - 11 - REVEEDICATIONTS 1o Procédé de détermination de l'érat de contact du méca- nisme d'ltr_-lement principa d'un moteur à combus- tion soumis à une précontrainte élastique dans le sens de la fermeture de l'étranglement avec à un dispositif de mise en position du clapet d'étranglement qui forme butée et dont le déplacement est provoqué en fonction de paramètres de fonctionnement, par des signaux de commande, caractérisé en ce que l'état de contact est contrôlé au moyen d'opérations de contr6le dans les- quelles le dispositif de mise en position du clapet d'étranglement est soumis à des impulsions de signaux de commande qui sont dirigées dans le sens de l'ouver- ture du mécanisme d'étranglement principal et qui pro- voquent toujours un déplacement lorsque le mécanisme d'action sur le clapet d'étranglement est écarté et ne provoqeIt pas de déplacement lorsque le mécanisme d'ac- tion sur le clapet d'étranglement est au contact et en ce que la réaction du système est utilisée comme me- sure de l'état de contact, 2. Procédé selon la revendication 1 destiné à ttre appli- qué dans un dispositif électromagnétique de mise en po- sition du clapet d'étranglement d'une boite à membrane soumis à une précontrainte élastique, dans le sens de l'ouverture de ltétranglement, avec une zone de pres- sion de travail en dépression et de volume variable et des soupapes d'entrée d'air et d'évacuation de la pres- sion, caractérisé en ce que les soupapes d'entrée d'air et d'évacuation de la pression sont alternativement ou- vertes et fermées par des impulsions de signaux de com- mande oui font que l'hytérésis déplacement-pression est sdrement masquée lorsque le mécanisme d'action sur '!e clapet d'étranglement est écarté, ce qui provoque un dé- placement, et n'est sûrement pas masquée lorsque le mé- canisme d'action sur le clapet d'étranglement est en contact, ce qui exclut tout déplacement. 2S66048 -12- 3. Procédé selon la revendication 2 destiné à être appli- qué dans un dispositif de mise en position du clapet d'étranglement comportant un indicateur de position, caractérisé en ce que la réaction du système est en- registrée au niveau de l'indicateur de position. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, carac- térisé en ce qu'une valeur de seuil est prévue pour le déplacement. 5. Procédé selon la revendication 1 destiné à être appli- qué dans un dispositif de mise en position du clapet d'étranglement commandé par un moteur électrique, ca- ractérisé en ce que la réaction du système est décelée par détermination du courant de démarrage ou de régime et/ou la tension du moteur et/ou le retard séparant le début des impulsions de signaux de commande et le début du déplacement, 6. Procédé selon la revendication 5 destiné à ttre appli- qué dans un dispositif de mise en position du clapet * d'étranglement associé à un indicateur de position as- socié au mécanisme d'étranglement principal, caracté- risé en ce que le retard est déterminé par interpréta- tion des signaux de l'indicateur de position. 7 Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, carac- térisé en ce que des valeurs de seuil sont prévues pour le courant de démarrage ou de régime et/ou la ten- sion du moteur et/ou le retard. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caracté- risé en ce que l'on fait dépendre la longueur et/ou l'amplitude des impulsions de signaux de comnandeet/ou les valeurs de seuil de facteurs extérieurs comme la température et la tension de régime. 9o Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caracté- risé en ce que l'on fait dépendre la longueur et/ou - 13- l_i-pl e >-es ipulsions de signaux de cornar.de e/'ou les valeTM e seuil de 1ètat de fonctionnement du dispositif de zise en position du clapet d Cétrng!ement. o Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caracté- risé en ce que pour l'étalornnage la longueur et/ou l'amplitude des impulsions de signaux de commande et/ou les valeurs de seuil sont abaissées à partir de valeurs plus élevées, de sorte que, lorsoue le mécanisme de mi- se en positon du clapet d'étranglement est au contact il n'y a pas de réaction du systèmeo 11o Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caracté- risé en ce oue ce n'est qu'après que les impulsions de signaux de commande aient produit une réaction du sys- tème dans le sens de l'ouverture de l2étranglement principal que se produisent des impulsions de signaux de commande de compensation de ce mouvement. 12o Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caracté- risé en ce que les opérations de contrôle s2effeetuent à des intervalles déterminés par exemple de 20 milli- secondes.