Brevet FR2577995A1 — publié le 19860829

La présente invention concerne un dispositif électronique numérique pour la commande de l'injection dans un moteur à combustion interne dans lequel un calculateur à base d'une mémoire et d'un séquenceur sans nécessité d'unité tel qu'un microprocesseur effectue le calcul de la durée d'injection d'un ensemble d'injecteurs électromagnétiques. De nombreux développements sont effectués sur ce type de dispositif car il. offre une optimisation des performances du moteur tant du point de vue de la consommation de carburant, de l'émission des substances polluantes que de la puissance fournie et de la souplesse du fonctionnement. Par ailleurs, une grande stabilité de fonctionnement dans le temps, une grande fiabilité et des prix de revient de plus en plus réduits augmente d'autant plus l'intéret d'un tel système. La tendance actuelle vise à réaliser ce type d'injection avec des microprocesseurs qui sont des unités de calcul performantes certes, mais complexes, que l'on doit forcément coupler à une mémoire RAM (mémoire volatile d'écriture et de lecture de données temporaires), une mémoire ROM (mémoire de lecture seulement) contenant le programme que le microprocesseur doit effectuer pour accomplir sa tâche et les données nécessaires au calcul- pour le type de moteur que l'on contrôle. Ces circuits composent là partie de calcul. Pour-réaliserle. dispositif il:est néàessaire de prévoir adssi des-sircuits de commande des injecteurs ainsi que des unités auxiliaires telles que des convertisseurs analogiques numériques et des dêcompteurs. En réduisant au minimum les unités constitutives du système, il est possible d'obtenir des dispositifs plus compacts, plus faciles à installer, en particulier à bord d'une automobile et aussi plus fiable de part la diminution de la complexité. Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif électronique numérique à mémoire ROM et séquenceur pour la commande d'un ensemble d'injecteurs électromagnétiques activables dans un ordre de fonctionnement déterminé, adapté au moteur à combustion interne multicylindriqué, dont les temps d'activation sont déterminés en réponse à une mémoire ROM à séquenceur, ladite mémoire ayant fourni la valeur exacte du temps d'injection pour l'optimalité des performances par adressage successif en réponse aux seuls capteurs dans un premier temps, puis par un mélange de données issues d'autres capteurs. Cette solution basée sur l'emploi d'une seule mémoire ROM-et de son séquenceur permet non seulement une réduction des coûts des composants utilisés (pas de microprocesseur ni de mémoire de travail RAM) mais aussi des grandes économies d'espace dans la réalisation du dispositif lui-même car dans un dispositif à microprocesseur les connexions à réaliser entre les sous ensembles microprocesseur, RAM, ROM engendrent de nombreuses pistes qui en cheminant les unes près des autres, s'avèrent encombrantes et difficiles à installer. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages ressortiront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schematiques annexes donnés uniquement à titre d'exemple nullement limitatif en regard de ceux-ci dans lesquels - la figure 1 donne un schema bloc montrant un mode de réalisation de la présente invention, - la figure 2 est un organigramme montrant le détail de fonctionnement de la figure 1. On a par conséquent réalisé selon la présente invention, un dispositif électronique numérique pour le contrôle de l'injection d'essence dans un moteur à combustion interne comprenant un ensemble d'injecteurs électromagné- tiques (49, 50, 51, 52) au moins un capteur de pression d'admission (1), d'une unité d'entrée (8) reliée opérationnellement d'une part à des capteurs de certains paramètres prédéterminés de fonctionnement du moteur (2, 3, 4) à des premiers moyens générateurs d'impulsions (56, 57, 6, 15) aptes à fournir un signal à chaque début d'injection à effectuer dans un tour-moteur, à des seconds moyens générateurs d'impulsions (54, 55, 5) aptes à fournir un signal à chaque écart angulaire prédéterminé du vilebrequin relié opérationnellement à une unité de comptage (13) en liaison par la ligne (19) à une horloge de validation de comptage, à des troisièmes moyens (59, 58, 7, 16) aptes à fournir un signal à chaque cycle complet du cylindre numéro 1 du moteur, ladite unité d'entrée (8) étant reliée d'autre part à une unité de calcul (60) comprenant une mémoire ROM(32 contenant les tables de données prédéterminées de fqnction- nement du moteur, un séquenceur (30) organisant les échanges d'informations dans le dispositif de stockage d'informations intermédiaires en provenance de la mémoire (32) et d'une unité de comparaison (31) permettant de déterminer le sens de variation d'un des paramètres prédéterminés de fonctionnement (2) ou (3) ou (4) du moteur afin de fournir un fil d'adresse supplementaire (27) à la mémoire(32} ladite unité de calcul (60) étant reliée à une unité de sortie (48) composée d'un registre à décalage (35) permettant de valider séquentiellement, suivant un ordre prédéterminé adapté au moteur, les unités de décomptage (36, 37, 38, 39) lesdites unités reliées opérationnellement par les lignes (61, 62, 63, 64) à des amplificateurs de commandes (44, 45, 46, 47) des injecteurs (49, 50, 51, 52). Les signaux de référence (21) et (25) issus de l'unité (8) contrôlent respectivement le décalage de 1 dans le registre à décalage (35) et sa remise à zéro. Une mémoire ROM (32) contenant d'une part un plan de données prédéterminées de fonctionnement du moteur, ledit plan étant lu en réponse au capteur de pression (1) pour la première zone d'adressage (18), à un desdits paramètres de fonctionnement du moteur (10) ou (11) ou (12) ou (13) pour la deuxième zone d'adressage (17) et fournissant ainsi la caractéristique de réglage de base du temps d'injection et d'autre part des plans de données de correction, lesdits plans étant lu en reponse à une donnée issue de la meme mémoire (32) après stockage dans les registres (33) et (34) et à une autre donnée issue de la même mémoire (32) après stockage dans les registres (33) et (34) ou en réponse à l'un des convertisseurs analogiques numériques (9, 10, 11, 129 ou compteur à fenetre (13). Des registres (33) et (34) qui stockent les données intermédiaires issues de la mémoire (32) sur la ligne (28) afin de fournir l'adressage de ladite mémoire dans les opérations d'adressage postérieures. Un séquenceur 30 constitué par un PLA (réseau de logique programmable3 qui est cablé pour fournir les signaux annexes (65) d'adressage de ladite mémoire (32), les signaux de contrôle (26) de.l'unlte d'entrée (8) pour la validation des moyens (9, 10, 11, 12, 13) en regard de l'activation en séquence desdits capteurs de paramêtres de fonctionnement du moteur (1, 2, 3, 4, 13), les signaux de contrôle via la ligne (29) des registres trois états (33) et (34), la validation des moyens de comparaison (31) via la ligne (53), sous le contrôle des impulsions de référence via la ligne (21), de l'horloge de synchronisation disfl ponible sur la ligne (20) et de la ligne (66) prélevant un sous ensemble des lignes de données disponibles sur la ligne (28). Un circuit comparateur (31) validé par la ligne (53) issu du séquenceur (3Oj fournit à la mémoire (32) un signal d'adresse supplémentaire sur la ligne (27) suivant qu'une des valeurs prédéterminée de fonctionnement du moteur provenant des moyens (10, 11, 12, 13) est croissante ou décroissanteX d'un cycle de calcul précédent au cycle de calcul en cours. Il en résulte un dispositif d'une grande précision'très fiable, possèdant de plus un temps de calcul cent fois plus court qu'avec un microprocesseur et d'une grande insensibilité aux impulsions électromagnétiques parasites étant donné que la phase de calcul de la durée d'injection représente un cinq centième du temps entre deux cycles moteur. Le dispositif représenté sur la figure 1 est constitué d'une unité de calcul (60) à mémoire ROM et séquenceur (30), d'une unité d'entréè (8) pour le conditionnement des capteurs et d'une unité de sortie (48) pour 1 activation des injecteurs. L'unité d'entrée (8) fournit les données à l'unité de calcul (60) par l'intermédiaire de lignes d'interconnexion parallèles (BUS) (18, 17) ; l'unité de calcul (60) fournit l'unité de sortie (48) par l'intermédiaire d'un BUS de données (28) véhiculant la valeur de temps d'injection calculée. Le séquenceur (30) contrôle l'unité d'entrée par l'intermédiaire des lignes d'interconnexion (26). L'unité d'entrée (8) reçoit les signaux issus des capteurs de pression (1), de position du papillon d'admission d'air (2), de température d'air d'admission (3), de température de liquide de refroidissement (4), de leurs convertisseurs analogiques numériques respectifs (9,.10, 11 12) qui fournissent une image numérique, en réponse au signal analogique de chaque capteur, réactualisé à chaque cycle de commande par l'intermédiaire d'un signal impulsionnel sur la ligne (21) engendré par un capteur de référence (6) lors du passage des encoches (56) d'une roue (57) reliée au vilebrequin du moteur. Il y a deux cycles de commande par tour pour un moteur quatre cylindres, trois pour un six cylindres, quatre pour un huit cylindres. L'unité (13) est constituée par un compteur totalisant le nombre d'impul- sions fournies par le capteur(5)correspondant au passage d'un nombre de dents (54), d'une roue (55) reliée au vilebrequin du moteur, pendant un temps de référence fourni par l'unité(14)et ceci à chaque cycle de commande en réponse au signal impulsionnel dé la ligne (21). La ligne (25) fournit un signal impulsionnel en réponse au capteur (7) activé lors du passage deEltencoche (58) de la roue (59) reliée à un arbre tournant à vitesse moitié de celle du vilebrequin afin d'assurer une référence pour l'enchainement des opérations de commande des injecteurs électromagnétiqùes (49, 50, 5!, 52) réalisé par le registre à décalage (35). La ligne d'interconnexion parallèle (18) permet d'acheminer sur la mémoire (32), contenant les tables de données et de corrections, la première zone d'adressage de ladite mémoire. Cette ligne permet d'amener à la mémoire (32) la valeur de la pression lors du premier cycle d'adressage puis de représenter lors des cycles suivants par l'intermédiaire du registre verrou (34) les propres données de sortie de la mémoire en correspondance avec les valeurs issues des autres capteurs en séquence par l'intermédiaire de la ligne d'interconnexion parallèle (17) multiplexée temporellement qui correspond à la deuxième zone d'adresse de la mémoire (32). Le séquenceur (30) constitué d'un réseau de circuits programmables PLA fournit les signaux de contrôle, de multiplexage sur la ligne (17) par la validation successive des sorties des convertisseurs analogiques numériques (10, 11, 12) et de l'unité de comptage (13) dont les sorties sont des portes trois états, de la validation des données dans les registres verrou (33) et (34) et la validation des sorties de cesdits verrous sur les lignes (18) et (17), de l'adressage de la troisième zone (65) d'adresse de la mémoire (32) afin d'assurer la pagination des tables de données à chaque étape de lecture de la mémoire. Le registre verrou (33) permet de stocker une valeur temporaire venant de la mémoire (32) par la ligne (28) lors d'une lecture afin de pouvoir réentrer cette valeur par la ligne (17) sur la deuxième zone d'adresse en correspondance avec l'information numérisée de la pression issue du convertisseur analogique numérique (9) sur la ligne (18) de la première zone d'adressage. La ligne (66) permet de synchroniser le séquenceur (30) sur un évènement dépendant du contenu de la mémoire (32) par exemple pour bloquer cedit séquenceur lors de l'apparition de la dernière valeur de réglage de temps d'injection qui devra être chargée dans les décompteurs (36, 37, 38, 39). L'unité (31) permet de comparer une valeur particulière prédéterminée sur la ligne (17) d'un cycle moteur au cycle précédant afin de fournir via la ligne (27) un fil d'adresse supplémentaire sur la mémoireo(32) sous contrôle du séquenceur (30) via la ligne (53), afin de permettre une pagination différente de la mémoire (32) selon la croissance ou la décroissance de ladite valeur particulière. Par exemple, lors d'une croissance de l'ouverture du volet d'admission d'air (2) d'une valeur supérieure à cinq degrés, la mémoire (32) fournit alors sur la ligne (28) une valeur de référence augmentée d'un coefficient multiplicatif supérieur à 1 prédéterminé afin de permettre une meilleure réponse du moteur, par contre lors d'une fermeture avec une variation supérieure à cinq degrés de l'angle d'ouverture de cedit volet, un coefficient de diminution multiplicatif inférieur à 1 sera appliqué afia de permettre une économie de carburant par la diminution ou l'annulation complète de la durée d'injection. La ligne d'interconnexion (28) est reliée à un ensemble de registres de décomptage (39, 38, 37, 36) fouraissant un signal binaire de décomptage par l'intermédiaire des lignes (61, 62, 63, 64) à des amplificateurs de puissance (44, 45, 46, 47) qui le tranforment afin d'exiter la bobine de l'injecteur suivant la loi voulue. Par exemple un courant d'appel sera fourni afin d'accélérer l'ouverture suivi d'un courant de maintien de valeur plus faible afin d'assurer un rendement électrique satisfaisant.Le temps d'excitation de la bobine de chaque injecteur (49, 50, 51, 52) correspond au temps de décomptage des décompteurs (39, 38, 37, 36) qui sont chargés avec la dernière valeur issue de la mémoire (32) et qui correspond à la valeur optimale de la quantité d'essence à fournir au moteur à chaque opération de commande. La figure 2 est ua organigramme illustrant le détail des opérations de fonctionnement de la figure 1 En (100), le dispositif reçoit l'impulsion de référence de la position du vilebrequin sur le capteur (6) qui le transmet au séquenceur (30) et aux convertisseurs analogiques numérique (9, 10, 11, 12) par la ligne (21) après mise en forme et écrétage dans le circuit (15). En (110), les convertisseurs (9, 10, 11, 12) fournissent les résultats numériques en réponse aux capteurs (1, 2, 3, 4) et le séquenceur valide les données en provenance du convertisseur (9) sur la ligne (18). En (120), le compteur à fenêtre (13) fournit le résultat de sa mesure de régime moteur sur la ligne (17). En (130), si il y a un signal sur le capteur (7) de détrompage de cylindre numéro 1 alors on effectue une remise à zéro du registre à décalage (35? dans l'opération (140). Si il n'y a pas de signal sur le capteur (7), on effectue alors par l'opération (150) un décalage de 1 dans le registre (35) afin d'activer l'unité de décomptage suivante selon le cycle du moteur, par exemple (38) si l'unité active précédente était (36). Commencent en (160) les opérations de séquencement de la mémoire (32) par le séquenceur (30) ; ledit séquenceur adresse la page zéro de la mémoire (32) par le contrôle de la ligne (65) et valide le convertisseur (9) et le compteur (13). Le stockage du résultat, obtenu-sur la ligne de donnée (28), dans le registre (34) est commandé par le séquenceur en (170). En (180), le séquenceur (30) adresse la page un de la mémoire (32) via la ligne (65) et valide la sortie du convertisseur (9) et (10). Le résultat de la lecture de la mémoire (32) est stocké durant l'opération (190) dans le registre (33) sous contrôle d'un signal. issu du séquenceur (30). En (200), le séquenceur (30) adresse la page deux de la mémoire (32) par le contrôle de la ligne (65) et valide les sorties des registres (34) et (33). En (210), le résultat obtenu sur la ligne (28) est de nouveau stocké dans le registre (34) sous le commandement du séquenceur (30). En (220), le sequenceur (30) adresse la page trois de la mémoire (32) via la ligne (65) et valide les sorties du registre (34) et du convertisseur (11). En (230), la donnée présente sur la ligne (28) est stockée dans le registre (34) sous le contrôle du séquenceur (30). En (240), le séquenceur (30) adresse la page quatre de la mémoire (32) dont l'adressage est effectué par le registre (34) et le convertisseur (12) sous contrôle des signaux de validation du séquenceur (30). Le résultat sur la ligne (28) est alors chargé durant l'opération (250), dans le décompteur sélectionné lors de l'opération (140) ou (150), (décompteur (36) ou (37) ou (38) ou (39)). Ce résultat sera décompté lors de l'arrivée de la prochaine impulsion de référence issue du capteur (6) durant un temps correspondant au nombre chargé dans le décompteur multiplié par la période de l'horloge transmise par la ligne (20). On a ainsi realise une opération de commande complète de réglage du temps d'injection d'essence. REVENDICATIONS 1. - Dispositif électronique numérique pour le contrôle de l'injection d'essence dans un moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'itcomprend Un ensemble d'injecteurs électromagnétiques (49, 50, 51, 52) au moins un capteur de pression d'admission (1), une unité d'entrée (8) reliée opérationnellement d'une part à des capteurs de certains paramètres prédéterminés de fonctionnement du moteur (2, 3, 4) à des premiers moyens générateurs d'impulsions (56, 57, 6, 15) aptes à fournir un signal à chaque début d'injection a effectuer dans un tour moteur et qui synchronise les opérations de commande, à des seconds moyens générateurs d'impulsions (54, 55, 5), aptes à fournir un signal à chaque écart angulaire prédéterminé du vilebrequin reliés opérationnellement à une unité de comptage (13) en liaison via la ligne (19) à une horloge (14) de validation de comptage, à des troisièmes moyens (59, 58, 7, 16) aptes à fournir un signal à chaque cycle complet du cylindre numéro 1 du moteur, ladite unité d'entrée (8) étant reliée d'autre part à une unité de calcul (60) comprenant une mémoire ROM (32) contenant les tables de données prédéterminées de fonctionnement du moteur, un séquenceur (30) organisant les échanges d'informations dansçle dispositif, a des registres verrous (33) et (34) de stockage d'informations intermédiaires en provenance de la mémoire (32) via la ligne (28) et d'une unité de comparaison (31) permettant de déterminer le sens de variation d'un des parametres prédéterminés de fonctionnement (2) ou (3) ou (4) du moteur afin de fournir un fil d'adresse supplémentaire (27). à la mémoire (32), ladite unité de calcul (60) étant reliée à une unité de sortie (48) composée d'un registre à décalage (35) permettant de valider séquentiel-= liement, suivant un ordre prédéterminé adapté au moteur, les unités de décomptage (36, 37, 38, 39), lesdites unités étant reliées opérationnellement par les lignes (61, 62, 63, 64) à des amplificateurs de commande (44, 45, 46, 47) des injecteurs (49, 50, 51, 52).Les signaux de référence (21) et (25) issus de l'unité (8) contrôlent respectivement le décalage de 1 dans le registre à décalage (35) et sa remise à zéro. 2. - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en chaque la mémoire ROM (32) contient d'une part un plan de données prédéterminées de fonctionnement du moteur, ledit plan étant lu dans un premier temps en réponse au capteur de pression (1) pour la première zone d'adressage (18), à un desdits paramètres de fonctionnement du moteur (10) ou (11) ou (12) ou (13) pour la deuxième zone d'adressage (17) et fournit ainsi la caractéristique de réglage de base du temps d'injection, et d'autre part des plans de données de correction lesdits plans étant lus dans un deuxième temps en réponse à une donnée issue de la même mémoire (32) après stockage dans les registres (33) et (34) et à une autre donnée issue de la même mémoire (32) après stockage dans les registres (33) et (34) ou en réponse à l'un des moyens (9, 10, 11, 12). 3. - Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les registres (33) et (34) stockent les données intermédiaires issues de la mémoire (32) sur la ligne (28) afin de fournir l'adressage de ladite mémoire dans les opérations d'adressage postérieures. 4. - Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes caractérisé en ce que le séquenceur (30) constitué par un PLA (réseau de logique programmable) est cable pour fournir les signaux annexes (65) d'adressage de ladite mémoire (32), les signaux de contrôle (26) de l'unité d'entrée (8) pour la validation des moyens (9, 10, 11, 12, 13) en regard de l'activation en séquence desdits capteurs de paramêtres de fonctionnement du moteur (1, 2, 3, 4, 13), les signaux de contrôle via la ligne (29) des registres trois états (33) et 34), la validation des moyens de comparaison (31) via la ligne (53), sous le contrôle des signaux de référence via la ligne (21),de l'horloge de synchronisation disponible sur la ligne (20) et de la ligne (66) prélevant un sous ensemble des lignes de données disponibles sur la ligne (28). 5. - Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes caractérisé en ce que le circuit comparateur (31), validé par la ligne (53) issue du séquenceur (30) fournit à la mémoire (32) un signal d'adresse supplémentaire sur la ligne (17) suivant qu'une des valeurs prédéterminées de fonctionnement du moteur provenant des moyens (10, 11, 12, 13) est croissante ou décroissante, d'un cycle de calcul précédent au cycle de calcul en cours.