Brevet FR2579671A1 — publié le 19861003

La présente invention se rapporte à un dispositif pour contrôler le nombre de tours (que l'on appelera ci-après t/mn) d'un moteur à combustion interne qui sert à contrôler, par réaction, le nombre de tours par minute sans charge du moteur à combustion interne, à une valeur prédéterminée du nombre de tours par minute. Jusqu'à maintenant, une telle valeur du nombre de tours par minute sans charge de moteur à combustion interne était soumise à un réglage à une valeur constante à une valeur prédéterminée du nombre de tours par minute. Ce contrôle du nombre de tours par minute a pour but d'établir le nombre de tours par minute sans charge à une valeur faible afin d'économiser le carburant en mode sans charge autant que possible, et de supprimer les fluctuations du nombre de tours par minute pouvant être attribuées à la perturbation, donc une contrôlabilité rapide de haute précision est requise. Les facteurs pour les fluctuations du nombre de tours par minute sont en général classés en un facteur primaire attribué à la fluctuation d'une perte sans charge du moteur lui-même et/ou à la fluctuation de l'efficacité thermique du moteur et un facteur secondaire attribué à la fluctuation d'un gain d'ajustement inhérent à un moyen d'ajustement de l'aspiration employé pour ajuster la fluctuation du nombre de tours par minute provoquée par le facteur primaire et/ou la fluctuation de la densité de l'air atmosphérique formant une source d'aspiration d'air. Comme cela est révélé dans la gazette offi- cielle de la demande de brevet au Japon No. 59-162340, en conséquence, on a proposé un procédé de contrôle de la valeur de t/mn d'un moteur à une valeur voulue en produisant une quantité voulue d'aspiration ou une pression voulue au tube d'aspiration selon un signal d'ajustement basé sur l'écart entre la valeur voulue et la valeur réelle de t/mn et en contrôlant le moyen d'ajustement d'aspiration selon un signal d'ajustement basé sur l'écart entre la quantité voulue produite et la quantité d'aspiration réelle ou la pression au tube d'aspiration. Selon ce procédé, le signal d'aJustement (signal d'ajustement de t/mn) basé sur l'écart entre la valeur voulue et la valeur réelle de t/mn concerne le facteur primaire de la fluctuation de t/mn tandis que le signal d'ajustement (signal d'ajustement d'aspiration) basé sur l'écart entre la valeur voulue et la valeur réelle de la quantité d'aspiration ou de la pression au tube d'aspiration concerne séparément le facteur secondaire. Il est par conséquent clair que les fluctuations de t/mn peuvent être ajustées à une plus haute précision et à une vitesse plus rapide que dans le cas d'un contrôle par réaction basé uniquement sur t/mn. Cependant, la construction ci-dessus présente un inconvénient maJeur qui sera indiqué ci-dessous: lorsqu'une faute a eu lieu soit lors de la détection de t/mn ou lors de la détection de la quantité d'aspiration, le signal correspondant d'ajustement répond de manière illimitée pour forcer le moteur à s'emballer ou à s'arrêter anormalement et à tomber dans une situation défavorable. La présente invention a pour but de résoudre un tel problème, et elle a pour objet de produire un dispositif de contrôle de t/mn pour un moteur à combustion interne par lequel une fluctuation inutile de t/mn du moteur est empêchée de se produire même à un état transitoire et par lequel, même dans le cas d'une faute, l'ajustement de la valeur de t/mn est limité et, ainsi, on peut empêcher le moteur de tomber dans la pire des situations d'emballement ou d'arrêt. Le dispositif de contrôle de t/mn pour un moteur à combustion interne selon la présente invention comprend, en général, un moyen pour arrêter le fonctionnement d'au moins un moyen d'ajustement de t/mn qui produit un signal de quantité voulue d'aspiration ou un signal de pression voulue au tube d'aspiration pour le moteur relativement à la valeur de t/mn du moteur et sa valeur de t/mn voulue ou d'un moyen d'ajustement de l'aspiration qui produit un signal d'ajustement relativement à la sortie du moyen d'ajustement de t/mn et une quantité réelle d'aspiration ou une pression réelle au tuyau d'aspiration du moteur lorsque la sortie du moyen d'ajustement de t/mn et la sortie du moyen d'ajustement d'aspiration dépasse une valeur prédéterminée. Dans cette invention, lorsque la quantité voulue d'aspiration ou la pression voulue d'aspiration du moteur produite par le moyen d'ajustement de t/mn dépasse une valeur prédéterminée ou lorsqu'un signal d'ajustement délivré par le moyen d'ajustement d'aspiration dépasse une valeur prédéterminée, le fonctionnement d'au moins le moyen d'ajustement de t/mn ou le moyen d'ajustement de l'aspiration s'arrête, et ensuite la valeur de t/mn du moteur se stabilise à une valeur voulue. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description détaillée qui va suivre faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel: la figure unique donne un schéma bloc montrant l'agencement d'un mode de réalisation d'un dispositif de contrôle de la valeur de t/mn pour un moteur à combustion interne selon l'invention. Un mode de réalisation d'un dispositif de contr81e du nombre de tours par minute d'un moteur à combustion interne selon l'invention sera maintenant décrit en se référant au dessin Joint. La figure unique donne un schéma bloc montrant l'agencement du mode de réalisation, o le chiffre de référence I sur la figure désigne un moteur à combustion interne, et le chiffre de référence 2 désigne un tube d'aspiration dans lequel est disposé un papillon 3 pour contrôler le nombre de tours par minute du moteur selon sa charge. Le tube d'aspiration 2 est pourvu de passages en dérivation 91 et 92 en des parties avant et après le papillon 3, et une soupape de contrôle d'aspiration 8 est interposée entre les passages en dérivation 91 et 92. La soupape de contr81e d'aspiration 8 peut se composer d'une vanne à solénoïde linéaire, d'une vanne commandée par un moteur à courant continu ou analogue, et elle est entrainée et contrôlée par la sortie d'un moyen d'entraînement 7. Par ailleurs, le moteur à combustion interne 1 est pourvu d'une roue dentée 41 qui est solidaire de la rotation du moteur 1. La rotation de la roue dentée 41 est détectée par un capteur 42 de t/mn, pour appliquer un signal n de la valeur de t/mn du moteur à un e amplificateur d'erreur 61. Cet amplificateur d'erreur 61 reçoit également un signal nT de la valeur voulue de t/mn, d'un générateur de la valeur voulue de t/mn. Le générateur 5 produit le signal nT de la valeur voulue de t/mn d'une valeur de t/mn voulue sans charge selon diverses conditions de température du moteur, etc. L'amplificateur d'erreur 61 calcule l'erreur Ln entre le signal nT de la valeur voulue de t/mn et le signal ne de la valeur de t/mn-du moteur du capteur 42 de t/mn, et cette erreur An est appliquée à un moyen d'ajustement 62 de la valeur de t/mn. A la réception de l'erreur t\n, le moyen d'ajustement 62 produit un signal d'ajustement de la valeur de t/mn afin de diminuer l'erreur An du fait d'une opération proportionnelle, intégrale ou différentielle et applique le signal à un commutateur 121. De plus, le signal nT produit par le générateur de la valeur voulue de t/mn est appliqué à un convertisseur 122. Ce convertisseur 122 est adapté à produire une quantité standard d'aspiration requise pour qu'un moteur standard maintienne la valeur voulue de t/mn selon le signal nT de la valeur voulue de t/mn. Un moyen d'arrêt 12 de l'ajustement de la valeur de t/mn est formé du convertisseur 122 et du commutateur 121. Ce moyen d'arrêt 122 sert à arrêter le fonctionnement du moyen d'ajustement 62 de la valeur de t/mn. Une quantité QT d'aspiration voulue d'une quantité d'aspiration du moteur est délivrée par le commutateur 121 à un amplificateur d'erreur 111 et elle est appliquée à un convertisseur 132 d'un moyen d'arrêt 13 d'ajustement d'aspiration. L'amplificateur d'erreur 111 reçoit également la sortie Qe d'un capteur 10 de la quantité d'aspiration. Ce capteur 10 de la quantité d'aspiration est monté sur le tube d'aspiration 2,et il détecte la quantité d'air d'aspiration qui est imbibée dans le moteur à combustion interne 1 par le tube d'aspiration 2. Par ailleurs, l'amplificateur d'erreur 111 applique au moyen d'ajustement d'aspiration 112 l'erreur A Q entre la sortie Qe du capteur 10 de la quantité d'aspiration et la sortie du commutateur 121, c'est-à-dire la quantité voulue d'aspiration QT. A la réception de l'erreur 4Q, le moyen d'ajustement 112 produit un signal d'ajustement d'aspiration afin de diminuer l'erreur AQ du fait d'une opération proportionnelle, intégrale ou différentielle et applique le signal à un commutateur 131. Ce commutateur 131 reçoit la sortie du convertisseur 132. La sortie du convertisseur 132 est délivrée au moyen d'entraînement 7. Le moyen d'arrêt d'ajustement 13 est formé du convertisseur 132 et du commutateur 131. On expliquera maintenant le fonctionnement de l'appareil de contr8le de la valeur de t/mn pour un moteur à combustion interne selon cette invention, construit comme décrit ci-dessus. Sur la base de l'erreur An de la valeur de t/mn, le moyen d'ajustement 62 est actionné pour produire un signal de sortie. Comme cette sortie est produite afin de diminuer l'erreur An, la valeur de t/mn se stabilise lorsque l'erreur/ n est minimisée. La sortie du moyen d'ajustement 62 est appliquée au commutateur 121 formant le moyen d'arrêt d'ajustement 12. Le commutateur 121 compare la sortie du moyen d'ajustement 62 à une valeur limite, et laisse passer la première lorsqu'elle est plus faible que la valeur limite. Lorsque la sortie du moyen d'ajustement 62 est plus importante que la valeur limite, le commutateur 121 bloque la première et laisse passer une valeur produite par le convertisseur 122 selon la valeur nT de t/mn voulue, c'est-à-dire une quantité d'aspiration standard requise pour qu'un moteur standard maintienne la valeur voulue de t/mn. 2579w71 La sortie du commutateur 121 forme la valeur voulue Q de la quantité d'aspiration du moteur et son erreur A Q par rapport à la sortie Qe du capteur 10 de la quantité d'aspiration est calculée par l'amplificateur d'erreur 111. L'erreur/ Q de la quantité d'aspiration actionne le moyen d'ajustement 112 d'aspiration pour produire une sortie. Comme cette sortie est produite afin de diminuer l'erreur/L\Q, la quantité d'aspiration est stabilisée lorsque l'erreur A/Q est minimisée. La sortie du moyen d'ajustement d'aspiration 112 est appliquée au commutateur 131. Ce commutateur 131 compare la sortie du moyen d'ajustement 112 à une valeur limite, et laisse passer la première lorsqu'elle est plus faible que la valeur limite. Lorsque la sortie du moyen d'ajustement 112 est plus importante que la valeur limite, le commutateur 131 bloque la première et laisse passer la valeur produite par le convertisseur 132 selon la quantité voulue d'aspiration QT' c'està-dire une valeur standard d'ajustement requise pour qu'un système standard de contr8le d'aspiration maintienne une quantité d'aspiration voulue. La sortie du commutateur 131 est convertie en un signal électrique par le moyen d'entraînement 7. Ce signal électrique est utilisé pour entraÂner la soupape de contr8le d'aspiration 8. La soupape de contr8le d'aspiration 8 fonctionne de façon à avoir une surface d'ouverture correspondant au signal électrique. Cette soupape peut se composer d'une vanne à solénoïde dont la position change proportionnellement à une tension d'entrée, d'une vanne commandée par un moteur à courant continu dont la position change proportionnellement à un temps de conduction, ou analogue. L'air à un débit correspondant & la surface d'ouverture de la soupape de contr81e d'aspiration 8 s'écoule à travers les dérivations 91 et 92 et le débit d'air à aspirer dans le moteur à combustion interne 1 augmente ou diminue. Ainsi, la valeur du nombre de tours par minute du moteur à combustion interne 1 se stabilise à la valeur voulue. A ce moment, la quantité d'aspiration se stabilise également à la valeur voulue. Le signal d'ajustement d'aspiration à l'état stabilisé ajuste l'erreurLYQ au minimum. En effet, le signal d'ajustement d'aspiration ajuste les erreurs inhérentes à divers facteurs pour ajuster la quantité d'aspiration, comme la dispersion de la quantité d'air de fuite du papillon 3 à sa position sans charge, les fluctuations caractéris- tiques dues à une erreur caractéristique initiale de la soupape de contr8le d'aspiration 8 et aux températures etc, la dépendance de la tension d'alimentation du moyen d'entrainement 7 et/ou la dépendance des gains sur la densité de l'air atmosphérique. Le commutateur 131 a une valeur limite appropriée établie selon la valeur dans laquelle les erreurs inhérentes aux facteurs ci-dessus pour aJuster la quantité d'aspiration se cumulent à peu près. En conséquence, même lorsque le signal d'ajustement d'aspiration diverge dans un cas o la quantité d'aspiration Qe ne peut être réappliquée du fait du mauvais fonctionnement du capteur 10 de la quantité d'aspiration, le signal d'ajustement est changé à la valeur d'ajustement standard par le commutateur 131 et la divergence de la quantité d'aspiration est empochée. Par conséquent, la divergence (emballement ou arrêt) du nombre de tours du moteur est empêchée. Ensuite, le signal d'ajustement de t/mn ajuste la quantité voulue d'aspiration QT afin d'ajuster l'erreur / n au minimum pour mettre la valeur n de t/mn e du moteur en accord sensible avec la valeur nT voulue de t/mn. Cela est dû au fait que le signal d'ajustement de t/mn ajuste la dispersion des pertes en diverses parties du moteur et la fluctuation de l'efficacité thermique du moteur et/ou les fluctuations de charge pouvant être dues à diverses installations comprenant les lampes, les moteurs etc. comme on en observe dans le cas d'un..DTD: moteur à combustion interne pour des automobiles etc... Le commutateur 121 a une valeur limite appropriée établie selon la valeur dans laquelle les erreurs attribuées aux pertes des diverses parties du moteur et aux fluctuations de la charge se cumulent approximativement. En conséquence même lorsque le signal d'ajustement de t/mn diverge dans le cas o la valeur de t/mn ne peut être réappliquée du fait d'un mauvais fonctionnement du capteur 42 de t/mn ou de tout autre élément, le signal d'ajustement est changé à la quantité standard d'aspiration par le commutateur 121 et la valeur voulue de la quantité d'aspiration ne diverge pas. Par conséquent, la divergence (emballement ou arrêt) du nombre de tours du moteur est empêchée. Dans le mode de réalisation ci-dessus, dès que la valeur d'ajustement a dépassé la valeur limite, elle retourne à la valeur standard. Cependant, si le moyen d'ajustement 62 de t/mn ou le moyen d'ajustement 112 d'aspiration reçoit un gain d'ajustement afin de compenser les retards de réponse de diverses parties du moteur et de l'appareil de contr8le de la manière la mieux adaptée, il peut se produire dans certains cas un ajustement excessif. Si le commutateur 121 ou 131 est construit de façon à retarder le changement selon un tel ajustement excessif de façon que la valeur d'ajustement ne puisse être changée ou ramenée à la valeur standard du fait d'un tel ajustement excessif, on obtient un système de contrôle de t/mn préférable. En outre, si le dispositif est doté de la fonction permettant d'émettre une alarme lors du fonctionnement du commutateur 121 ou 131, de manière favorable, la partie du mauvais fonctionnement du capteur de la quantité d'aspiration, du capteur de t/mn, de la soupape de contrôle d'aspiration etc... formant le système de contrôle de t/mn peut être facilement détectée. Dans le mode de réalisation illustré expliqué ci-dessus, le signal d'ajustement est produit uniquement sur la base de la différence entre la valeur voulue et la valeur réelle. Cependant, il est également possible de produire le signal d'ajustement en combinant un terme proportionnel à la valeur voulue et un terme basé sur la différence entre la valeur voulue et la valeur réelle. Pour améliorer l'effet de cette invention, il est préférable que la vitesse d'aJustement du moyen d'ajustement d'aspiration 112 soit supérieure à la vitesse d'ajustement du moyen d'ajustement 62 du nombre de tours. Par conséquent, le gain d'ajustement proportionnel, intégral ou différentiel du moyen d'ajustement d'aspiration 112 doit de préférence être supérieur à celui du moyen d'ajustement 62 de t/mn. Par ailleurs, afin d'obtenir un effet semblable, la valeur limite du commutateur 131 ou 121 peut être accrue ou diminuée à l'état transitoire de l'opération d'ajustement. 1i Tandis que le capteur 10 de la quantité d'aspiration est employé dans le mode de réalisation illustré, il est inutile de dire qu'un effet semblable est obtenu même avec un capteur de la pression du tube d'aspiration disposé en aval du papillon 3. Par ailleurs, tandis que dans le mode de réalisation illustré, le fonctionnement du moyen, d'ajustement est arrêté dans le cas d'un mauvais fonctionnement, la soupape de contr8le d'aspiration continue à être entraînée à la valeur standard précédemment estimée. Cependant, dans le cas o la soupape de contr8le d'aspiration est arrêtée, la valeur standard peut également être déterminée à une valeur adaptée à arrêter la soupape de contr81e d'aspiration. Comme on l'a décrit ci-dessus, l'invention réside dans le fait que les facteurs des fluctuations de t/mn sont séparés en un basé sur la perte d'un moteur et l'autre basé sur le moyen d'ajustement de la quantité d'aspiration et que les plages de contr8le d'un moyen d'ajustement de t/mn et d'un moyen d'ajustement de l'aspiration sont limitées selon les facteurs respectifs d'une quantité nécessaire et suffisante. Il est par conséquent possible d'empêcher la situation d'un emballement ou d'un arrêt du moteur attribué au fait qu'une opération d'ajustement est accomplie de manière illimitée dans le cas du mauvais fonctionnement ou d'une panne de l'un des divers capteurs, etc... REVENDICATIONS 1. Dispositif de contr8le du nombre de tours par minute d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen d'ajustement (62) du nombre de tours par minute qui produit au moins un signal de quantité d'aspiration voulue ou un signal de la pression voulue au tube d'aspiration pour le moteur relativement au nombre de tours par minute du moteur et au nombre de tours par minute voulu du moteur; un moyen (112) d'ajustement d'aspiration qui produit un signal d'ajustement relativement à la sortie dudit moyen d'ajustement (62) et au moins la quantité d'aspiration réelle ou la pression réelle au tube d'aspiration du moteur, une soupape de contr8le d'aspiration (8) qui reçoit la sortie du moyen d'ajustement d'aspiration; et un moyen (12, 13) pour arrêter le fonctionnement du moyen d'ajustement du nombre de tours par minute ou du moyen d'ajustement de l'aspiration lorsqu'au moins l'une des sorties dudit moyen d'ajustement du nombre de tours par minute ou dudit moyen d'ajustement d'aspiration a dépassé une valeur prédéterminée correspondante. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen précité comprend un moyen d'arrêt d'aJustement de la valeur de t/mn ayant un commutateur qui laisse passer la sortie dudit moyen d'ajustement de la valeur de t/mn lorsque ladite sortie est plus faible que la valeur prédéterminée correspondante et un convertisseur pour convertir ladite valeur voulue de t/mn en une quantité standard d'aspiration nécessaire pour qu'un moteur standard maintienne ladite valeur voulue de t/mn, ledit commutateur laissant passer la sortie dudit convertisseur lorsque la sortie dudit moyen d'ajustement de t/mn n'est pas plus faible que ladite valeur prédéterminée correspondante. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen précité comprend un moyen d'arrêt d'ajustement d'aspiration ayant un commutateur qui laisse passer la sortie dudit moyen d'ajustement d'aspiration lorsque la sortie est plus faible que ladite valeur prédéterminée correspondante et un convertisseur pour convertir la sortie dudit moyen d'arrêt d'ajustement du nombre de tours par minute en une valeur standard d'ajustement nécessaire pour qu'un système standard d'aspiration maintienne au moins la quantité voulue d'aspiration ou la pression voulue au tube d'aspirations ledit commutateur laissant passer la sortie dudit convertisseur lorsque la sortie dudit moyen d'ajustement d'aspiration n'est pas plus faible que ladite valeur prédéterminée correspondante.