Brevet FR2574121A1 — publié le 19860606

DISPOSITIF DE COMMANDE DE GAZ A PROGRESSIVITE VARIABLE La présente invention se rapporte à un dispositif de commande de gaz à progressivité variable. tes moteurs à combustion interne, particulièrement ceux équipés de systèmes de carburation électroniques et les moteurs à allumage par compression, présentent souvent un fonctionnement brutal en reprise franche à partir d'une décélération ou d'un régime stabilisé à faible charge. Pour remédier à cet inconvénient affectant le confort de conduite et, à terme, préjudiciable au maintien en bon état des dispositifs élastiques de suspension du moteur et de la caisse du véhicule, on peut réduire le taux de variation du couple-moteur en augmentant la progressivité de la commande de gaz : ce type de solution entraîne généralement une impression de mollesse lors des reprises à très faible charge. C'est ce qui a conduit à étudier les dispositifs de commande de gaz à progressivité variable, dont quelques exemples d'application sont actuellement commercialisés ; leur principe de fonctionnement est fondé sur l'utilisation d'un amortisseur hydraulique ou pneumatique pour provoquer un effet de retard en fonction de la rapidité d'actionnement de la commande. Ce sont des systèmes passifs dont les inconvénients principaux sont - une sensibilité à La température et un prix de revient élevé, dans le cas des dispositifs d'amortissement hydrau liques - une imprécision et un manque de fidélité dans le cas des dispositifs d'amortissement pneumatiques, - et des amplitudes de déplacement importantes dans les deux cas. Le dispositif de commande, objet de l'invention, permet de remédier aux inconvénients cités ci-dessus grâce à un système retardateur simple et efficace, de type actif ou semi-actif, sensible à la charge du moteur et présentant un débattement de faible amplitude. Le principe de fonctionnement est fondé sur l'utilisation d'une commande de gaz à allongement variable contrôlé par un vérin pneumatique agissant sur une came solidaire du papillon de gaz, ou de la commande de pompe à injection, par l'intermédiaire d'un dispositif à levier basculant muni d'une roulette, de façon à limiter le débattement nécessaire. La description qui suit correspond à trois modes de réalisation préférés de l'invention, donnés à titre non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures 1 et 2 représentent schématiquement deux dispo sitifs de commande de gaz conformes à l'invention, avec une temporisation de type actif, pour un moteur à allumage commandé, - et la figure 3 représente schématiquement une variante avec une temporisation de type semi-actif, pour un moteur à allumage commandé. Un dispositif de commande de gaz à progressivité variable est illustré à la figure 1 Sur cette figure, un papillon de gaz 1 est lié rigidement à une came ou secteur 2 comportant un chemin de câble 3 dont la forme assure une bonne progressivité sans mollesse pour le fonctionnement à vitesse stabilisée ou en reprise à faible charge ; en position de repos, le secteur 2 est appuyé sur une butée de ralenti 4 par la réaction d'un ressort 5. Le câble de la commande des gaz est constitué de deux segments 6 et 7, reliés élastiquement par un dispositif comprenant un ressort 8 maintenu dans un boîtier 9 solidaire de l'extrémité du segment de câble 7 par un fond 9' ; l'allon- gement de la commande des gaz est limité au déplacement d'un embout 10 du segment de cable 6dans des dégagements 11 pratiqués dans le boîtier 9, contre l'action du ressort de rappel 8. La réaction initiale du ressort 8 doit être supérieure à celle du ressort de rappel 5 du papillon lorsque ce dernier est en position de plein gaz. Le segment de câble 7 est rappelé vers la position de ralenti par la réaction d'un ressort de rappel auxiliaire 12 dont le tarage ntaffecte pas le fonctionnement du système objet de l'invention. La temporisation de l'ouverture du papillon des gaz lors des reprises franches est assurée par un dispositif comprenant un vérin pneumatique à membrane 13 connecté à travers une valve à retard 14 à un orifice 15 débouchant dans le circuit d'admission du moteur en aval du papillon- 1 ; le vérin 13 actionne un levier basculant 1o portant une roulette 17 qui vient s'appuyer sur une piste évolutive 18 du secteur 2 en fonction de la dépression régnant à l'orifice 15, contre la réaction d'un ressort de rappel 19 du-vérin 13. La valve à retard 14 agit lors d'une augmentation de la charge du moteur par un orifice calibré 20 ; lors d'une diminution de la charge, l'effet de retard est éliminé par un clapet antiretour 21. La course du vérin est limitée par deux butées 22 et 23. Une variante de ce mode de réalisation est représentée à la figure 2 ; elle reprend les mêmes éléments constitutifs mais l'orifice de prise de dépression motrice est situé en 15', légèrement en aval de l'aile basse du papillon des gaz 1 La configuration schématisée à la figure 3 présente une particularité consistant en un dispositif de temporisation de type semi-actif. Dans ce but, le vérin 13 est pourvu d'un ressort de rappel 19' dont la réaction, d'intensité modérée, maintient la roulette 17 en appui sur la piste 18 ; la course utile est limitée par deux butées 22' et 23'. Par ailleurs, la chambre active du vérin est connectée, d'une part, à l'orifice 15 débouchant en aval du papillon des gaz 1 à travers un orifice calibré 24 et, d'autre part, à un orifice 25 débouchant en amont du papillon des gaz 1, à travers la valve à retard 14. Le fonctionnement des dispositifs précédemment décrits-est exposé ci-dessous, à partir de conditions initiales correspondant à une décélération ou un régime stabilisé à faible ouverture du papillon. En ce qui concerne le système à temporisation active des figures 1 et 3, à l'état initial, l'action de la dépression admise sans retard par le clapet antiretour 21 amène la roulette 17 en appui sur la piste 18 du secteur 2 solidaire du papillon 1, ou à proximité si l'on choisit de faire intervenir la butée 22.Lors d'une sollicitation rapide de la commande de gaz sur l'extrémité non représentée du segment de câble 7, le clapet antiretour 21 ferme la communication directe avec l'orifice 15 du fait de la diminution quasi-instantanée de la dépression ; en fonction du profil de la piste 18, la roulette oppose une résistance croissante à l'ouverture du papillon des gaz, ce qui se traduit par une élongation de la commande des gaz due à la compression du ressort 8, jusqutà ce que la chute de dépression dans la chambre active du vérin 13 à travers l'orifice calibré 20 de la valve à retard 14, autorise la détente du ressort 19 ; la contrainte exercée par la roulette diminue alors progressivement et la commande des gaz revient à sa longueur initiale sous l'action du ressort 8.L'effet retardateur est d'autant plus important que la sollicitation de la commande d'accélérateur est rapide et que la dépression est élevée. Par contre, lors d'une sollicitation lente de la commande d'accélérateur, l'équilibrage de la dépression est peu différé et l'effet retardateur est réduit ou nul. Dans la pratique, nous avons constaté qu'une temporisation de 1/10 de seconde, obtenue avec un orifice calibré 20 de diamètre d'environ 0,6 mm, un vérin pneumatique 13 présentant une course de 10 mm entre 500 et 250 mbars de dépression, et une élongation maximale de la commande des gaz de l'ordre de 12 mm, permettait d'éliminer l'effet dé brutalité. Avec la variante de la figure 2, la temporisation est limitée aux reprises à partir de régimes de fonctionnement correspondant à de faibles ouvertures du papillon des gaz ; la précontrainte initiale de la roulette 17 reste dépendante de la charge du moteur, mais la temporisation devient pratiquement indépendante de l'amplitude de la sollicitation. Le système schématisé à la figure 3 est qualifié de "semiactif" car le vérin pneumatique 13 travaille en amortisseur mais, à la différence des réalisations connues, la chambre active est maintenue initialement sous dépression modérée mais variable en fonction de la charge du moteur ; cette condition est essentielle pour la fidélité et l'efficacité de la temporisation : en effet, on élimine ainsi la déformation de la membrane du vérin 13 à volume constant (sans effet retardateur) et la durée devient dépendante de la charge initiale du moteur. Le ressort 19', de faibles raideur et précontrainte, assure la fonction de rappel de la membrane sur la butée 23' ou de maintien en contact de la roulette 17 sur la piste 18 ; les orifices calibrés 20 et 24 permettent de régler le niveau de dépression dans la chambre active du vérin pneumatique 13, de façon à préformer la membrane sans développer un effort trop important au point de contact de la roulette sur la piste. L'effet retardateur est immédiatement disponible et son intensité est déterminée par la rapidité d'actionnement de la commande d'accélérateur et le profil de la piste ; à partir d'une certaine ouverture du papillon des gaz- 1, correspondant en pratique au fonctionnement à un régime stabilisé de l'ordre de 3 500 tr/min, on peut éliminer l'effet de retard par un profil de la piste 18 caractérisé par un rayon constant tel que le vecteur représentant la réaction résultant du contact de la roulette 17 soit orienté vers l'axe de rotation du secteur 2. Dans le cas d'un moteur à allumage par compression, le secteur 2 portant la piste 18 doit être lié à la commande de pompe à injection, par exemple sous forme d'un renvoi ou encore sous une forme linéaire ; l'orifice calibré 24 est alors connecté à la pompe à vide d'assistance. Dans ce cas, l'effet retardateur ne dépend pas de la charge équivalente, mais on bénéficie du préformage de la membrane du vérin pneumatique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de gaz à progressivité variable pour moteurs à combustion interne, du type comprenant notamment un câble de commande contrôlé par un dispositif de temporisation, caractérisé en ce qu'il présente - un câble de commande à allongement variable (6, 7), - un dispositif de temporisation constitué par un vérin pneu matique (13) à membrane et une valve à retard (14), - et une came (2) solidaire d'un papillon de gaz (1), pourvue d'un chemin de câble (3), maintenue, en position de repos, en appui sur une butée de ralenti (4) par un ressort (5), et sur laquelle agit le vérin pneumatique (13) par l'intermé diaire d'un levier basculant (16) muni d'une roulette (17) en appui sur une piste évolutive (18) de cette came 2.Dispositif de commande de gaz suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le câble de commande à allongement variable comporte deux segments (6, 7) reliés élastiquement par un dispositif incorporant un ressort de rappel (8) contenu dans un boîtier (9), le segment (7) étant pourvu d'une extrémité solidaire d'un fond (9') de ce boîtier et rappelé vers une position de ralenti par un ressort auxiliaire taré (12), et le segment (6) étant pourvu d'un embout (10) maintenu en appui contre le fond (9') par le ressort (8) et susceptible de se déplacer dans des dégagements (11) de ce boîtier. 3. Dispositif de commande de gaz suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le vérin pneumatique (13) actionne le levier basculant (16) à l'encontre de son ressort de rappel (19) en fonction de la dépression régnant à un orifice (15) débouchant dans le circuit d'admission du moteur en aval du papillon (1), avec une course limitée par deux butées (22, 23), et que la valve à retard (14), qui renferme un orifice calibré (20) et un clapet antiretour (21), est disposée entre la chambre active de ce vérin (13) et cet orifice (15). 4. Dispositif de commande de gaz suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le vérin pneumatique (13) maintient la roulette (17) en appui sur la came (2) par un ressort de rappel (19'), avec une course limitée par deux butées (22', 23'), et quelea chambre active de ce vérin est reliée, d'une part, à un orifice (15) débouchant dans le circuit d'admission du moteur en aval du papillon de gaz (1), à travers un orifice calibré (24) et, d'autre part, à un orifice (25) débouchant en amont de ce papillon, à travers la valve à retard (-14) qui renferme un orifice calibré (20) et un clapet antiretour (21). 5. Dispositif de commande de gaz suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la came (2) est liée à une commande de pompe à injection d'un moteur à allumage par compression, notamment au moyen d'un renvoi, et que l'orifice calibré (24) est connecté à une pompe à vide d'assistance de ce moteur.