Brevet FR2599427A2 — publié le 19871204

FR 2599427 A2 19871204 FR 8707313 A 19870525 -1 L'invention se rapporte à une installation d'injection de carburant destinée à un moteur à combustion interne comprimant de l'air et à régulation électronique, pourvu d'une unité de traitement de signaux 5 traitant des signaux émis par un capteur de position de la pédale d'accélération et d'un positionneur monté à la suite de cette unité pour assurer le réglage en position d'un organe de réglage qui détermine la quantité de carburant à refouler par une pompe d'injection, en 10 outre d'un dispositif commutable de marche de secours et de sécurité, lui-même constitué par un régulateur simple couplé mécaniquement en permanence avec la pédale d'accélérateur et par un organe de mise en service assurant le verrouillage en régulation électronique, qui a pour effet, lors d'un signal de défaut de l'électrohique, de déplacer sur une position correspondant à la régulation mécanique une tige de liaison reliée à l'organe de réglage, qui est guidée dans un élément curviligne, dont une extrémité est articulée sur un bras de réglage du positionneur et l'autre extrémité sur un bras du régulateur simple, conformément au brevet français N 87 00717 du 22 janvier 1987. Une telle installation d'injection de carburant à fonctionnement entièrement électronique et comportant 25 un dispositif de marche de secours et de sécurité permet, en cas de perturbation de la connexion entre la pédale d'accélérateur et l'organe de réglage (tige de réglage) déterminant le couple de la pompe d'injection, de maintenir un fonctionnement régulable du moteur à combustion 30 interne en débranchant le système de régulation électronique. Lors de l'apparition d'un signal de défaut émis par l'unité de traitement des signaux,-il se produit une -2 commutation d'une régulation électronique sur une régulation mécanique-simple, qui est commandée par un organe de mise en service dont l'électroaimant libère la tige précontrainte qui commande le changement de position de 5 la tige de connexion coopérant avec l'organe de réglage de la pompe d'injection. L'objet de l'invention est d'améliorer une installation d'injection de carburant réglée électroniquement et pourvue d'un dispositif de marche de secours 10 et de sécurité de manière à procurer une réduction de la dépense d'énergie pour la commande de l'organe de couplage. A cet effet, l'installation selon l'invention, du type indiqué en préambule, est caractérisée en ce qu'il est prévu, en plus de l'organe de mise en service qui opère le verrouillage, un moteur électrique coopérant avec ce dernier, qui peut être connecté pendant le démarrage du moteur à combustion interne et présente un interrupteur de fin de course asservi à la course et dont la transmission de force, qui provoque la conversion du mouvement rotatif en un mouvement de translation, déplace la tige de liaison sur la régulation électronique en s'opposant à la force d'un ressort. La commutation assurée par un moteur électrique 25 et la commande de l'organe de mise en service qui joue un rôle de verrouillage nécessitent une puissance très inférieure, qui maintient dans des limites acceptables la charge du réseau de bord du véhicule. Lorsqu'on utilise un organe de commutation sous forme d'un aimant électronique d'attraction et de maintien, conformément à l'exécution selon le brevet principal déjà mentionné, -3 la dépense d'énergie n'est pas négligeable en raison de l'importance de l'entrefer de travail et l'électroaimant nécessaire est de grandes dimensions et lourd, ce qui pose des problèmes de logement et d'oscillations. Une conception avantageuse de l'invention réside en ce que l'organe de mise en service qui assure le verrouillage est constitué par un embrayage électromagnétique. La connexion de l'embrayage ne demande qu'une faible dépense de puissance. Si la commande électrique se trouve privée de courant, la transmission de force à la tige de changement de position est interrompue. En ce qui concerne la transmission de force du moteur électrique, c'est-àdire de l'organe de couplage, à la tige de liaison, il 15 est encore prévu de façon simple un levier de renvoi. Selon un autre exemple avantageux d'exécution, l'organe de mise en service qui assure le verrouillage est constitué par un aimant de maintien et un disque formant came entrainé par le moteur électrique dans la 20 transmission de force comporte un profil de base et un profil à bossage pour la mise en contact de la tige de liaison constituée par un levier à deux bras, le profil de base déterminant la position correspondant à la régulation mécanique, tandis que le profil à bossage est uniquement prévu pour rapprocher le levier de l'aimant de maintien qui maintient le levier dans une position correspondant à la régulation électronique, et, de préférence, le disque formant came présente - vu selon le sens de rotation - un décrochement à la transition du 30 profil de base au profil à bossage et le gradin ainsi constitué se trouve en dehors de la zone de pivotement -4 du bras du levier, lorsque le moteur électrique est débranché, ce qui fait qu'en cas de signal de défaut, le bras du levier vient s'appuyer sur le profil de base du disque formant came; grâce à ces dispositions, la commutation de la régulation électronique à la régulation mécanique n'exige que des courants de faible intensité, car la tige de liaison qui détermine la position est appliquée par un disque formant came et au moyen d'un moteur électrique contre l'aimant de maintien qui 10 n'assume ainsi qu'une fonction de maintien. Un perfectionnement utile de l'invention réside en ce que, selon un autre exemple avantageux d'exécution, il est disposé dans la transmission de force une pompe de refoulement entraînée par le moteur électrique et qui 15 sollicite un piston à l'encontre d'un ressort, ainsi qu'une soupape de décharge électromagnétique, constituant l'organe de mise en service, la tige du piston constituant en même temps la tige de commande de la tige de liaison, et, de préférence, la soupape de décharge est 20 constituée par une soupape-à 2/2 voies, qui peut être ramenée par un ressort, en cas de signal de défaut, à une position correspondant à la régulation mécanique, si bien que la transmission d'énergie n'est pas de type mécanique, mais hydraulique. Ici également, la commuta25 tion sur la régulation électronique au moyen de l'organe de mise en service constitué par une soupape à 2/2 voies ne nécessite qu'une faible dépense d'énergie. Les dessins qui sont décrits en détail ci-après représentent des exemples d'exécution selon l'invention. Ils montrent: -5 Fig. 1 L'objet de l'invention en position de marche de secours et de sécurité. Fig. 2 Un autre exemple d'exécution avec transmission mécanique de force, mais dont la position de marche de secours et de sécurité est neutralisée dans son fonctionnement. Fig. 3 Un troisième exemple d'exécution avec transmission hydraulique de force, dont la position de marche de secours et de sécurité est neutralisée 10 dans son fonctionnement. Une installation d'injection de carburant à fonctionnement entièrement électronique 1, avec dispositif intégré de marche de secours et de sécurité pour moteurs à combustion interne Diesel est essentiellement 15 constitué par une unité de traitement des signaux en tant qu'appareil de commande électronique 2, un positionneur 3 asservi à l'appareil de commande et une pompe d'injection 4. Des signaux représentatifs sont dirigés sur l'appareil de commande 2 pour la position correspondante de la pédale d'accélérateur, au moyen d'un capteur de position de la pédale 5, puis ils sont convertis avec d'autres signaux, tels que des signaux représentatifs de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, 25 de la température d'admission d'eau et de carburant, par exemple, en un signal de sortie destiné au positionneur 3. Le positionneur 3 présente un bras de réglage 3a, qui peut être rentré ou déployé dans le sens de la flèche et est articulé sur l'extrémité inférieure d'un 30 élément curviligne 6. Un bras de réglage 7a d'un régulateur simple 7, qui est couplé mécaniquement avec la -6 pédale d'accélérateur 8, est en prise avec l'extrémité supérieure de l'élément curviligne 6. Dans la position montrée sur la fig. 1, le régulateur simple 7 fait l'objet d'une liaison articulée avec un organe de réglage 10 qui constitue la tige de réglage de la pompe d'injection 4 et détermine la quantité de carburant à admettre, au moyen d'une tige de liaison 9 guidée dans l'élément curviligne 6. Le signal de course de réglage de la tige de réglage 10 est acheminé à l'appareil de commande 2 10 à l'aide d'un capteur de course de réglage 11. Sur la figure 1, la fixation en position de la tige de liaison 9 et son changement de position sont déterminés par une tige de manoeuvre 12. On utilise comme organe de commutation un moteur électrique 13, qui est 15 asservi à l'appareil de commande électronique 2 et comporte un élément de transmission de force 14 destiné à la transformation du mouvement rotatif en un mouvement de translation, ainsi qu'un organe de mise en service assumant une fonction de verrouillage, qui est éga20 lement commandé par l'appareil de commande 2 et est constitué par un embrayage électromagnétique, et un levier de renvoi 16 en prise avec la tige de manoeuvre 12. Sur la figure 2, l'organe de mise en service 25 15 assurant la fonction de verrouillage est constitué par un électroaimant de maintien qui maintient la tige de liaison 9, elle-même constituée par un levier à deux bras, dans une position correspondant à la régulation électronique. Le bras de levier 9a est approché de l'électroaimant de maintien 15 par un disque formant came entraîné par le moteur électrique 13. Le disque formant came 17 présente un profil de base 17a et un -7 profil à bossage 17b dont l'allure est spiroïdale. L'extrémité du profil à bossage 18 et le début du profil de base 19 constituent un gradin 20. Le bras de levier 9a s'appuie sur le profil de base 17a lorqu'il est dans une position correspondant à la régulation mécanique (voir ligne en traits et points). Sur la figure 3, l'élément de mise en service est constitué par une soupape déchappement prévue dans la transmission hydraulique d'énergie et qui est, 10 dans ce mode d'exécution, une soupape électromagnétique à 2/2 voies. Le moteur électrique 13 sert à l'entraînement d'une pompe de refoulement 21, qui sollicite un piston 22 à l'encontre d'un ressort 23, tandis que la tige de piston 24, qui est, en même temps, la tige de manoeuvre, fait avancer la tige de liaison à la position prévue pour la régulation électronique. Une conduite de refoulement 26 qui sort du réservoir d'alimentation 25 aboutit au piston 22, par l'intermédiaire de la pompe de refoulement 21; une conduite de décharge 27, sur 20 laquelle est disposée la soupape à 2/2 voies 15 est dérivée derrière la pompe. Sur la conduite de refoulement 26, en aval de la pompe 21, se trouve un clapet antiretour 26a. Par ailleurs, une conduite de raccordement 27a, pourvue d'un étranglement 32 ou d'une soupape de surpression peut être dérivée entre la pompe de refoulement 21 et le clapet anti-retour 26a;-elle débouche dans la conduite de décharge 27 en aval de la soupape à 2/2 voies 15. Le fonctionnement de l'installation d'injection 30 de carburant est le suivant: -8 Avant le démarrage du moteur à combustion interne, la tige de liaison 9 de l'élément de liaison se trouve dans l'élément curviligne 6 dans une position correspondant à la régulation mécanique. Cette position peut être contrôlée au moyen d'une lampe de signalisation 28 qui s'allume lorsque l'allumage est branché et qu'un interrupteur de fin de course 29 coopérant avec la tige de liaison 9 est en position de fermeture. Lors du démarrage du moteur à combustion interne, 10 l'embrayage électromagnétique 15 est d'abord alimenté en courant par l'appareil de commande 2 et fermé, et la tige de liaison 9 tourne dans l'élément curviligne 6 jusqu'à la position de fonctionnement électronique sous l'effet du moteur électrique 13, qui est débranché par un inter15 rupteur de fin de course lorsque cette position de fonctionnement est atteinte. Cette coupure finale peut être assumée par l'interrupteur prévu 29 ou bien être effectuée directement par le moteur 13 (non représenté). A cet égard, il doit être garanti pour l'exécution selon 20 la figure 2 que le disque formant came 17 effectue exactement une rotation. En cas de défaillance de l'électronique, l'embrayage électromagnétique 15 est désaccouplé. En même temps, la tige de manoeuvre 12 tirée par le ressort 30 25 ou le levier à deux bras met en prise le régulateur mécanique simple 7 de marche de secours; le positionneur électronique 3 est alors inopérant. I1 en résulte donc une liaison mécanique active pour le service de marche de secours qui va de la pédale 30 d'accélérateur 8 à la tige de réglage 10 de la pompe d'injection 4, en passant par le régulateur 7, le bras -9 de réglage 7a articulé sur l'extrémité supérieure de l'élément curviligne 6 et la tige de liaison 9. Dans le cas de l'exécution présentée sur la figure 2, le disque formant came 17 tourne sous l'action du moteur électrique 13 dans le sens de la flèche "a" le bras du levier 9a du levier à deux bras 9 monté tourillonnant glisse alors sur le profil de base 17a de sa position correspondant à la régulation mécanique jusqu'à la position correspondant à la régulation élec10 tronique sur le profil à bossage 17b. Le bras de levier 9a est soulevé jusqu'à l'aimant de maintien 15 et maintenu par celui-ci. La déconnexion du moteur électrique 13 est effectuée au moment o le profil à bossage 17b vient se placer à côté du bras de levier 9a. Dès que l'aimant de maintien 15 est privé de courant par un signal de défaut, le bras de levier 9a soutenu par le ressort 30 tombe sur le profil à bossage 17a. La position indiquant le fonctionnement en marche de secours est caractérisée par une ligne de traits-points. La figure 3 montre la transmission de force de type hydraulique. La soupape à 2/2 voies 15 est déplacée de sa position de passage maintenue par le ressort 31 en position d'arrêt, sous l'effet de la commande et la pompe de refoulement 21 entraînée par 25 moteur électrique sollicite le piston de compression 22 à l'encontre du ressort 23, de manière à supprimer la liaison mécanique établie entre le régulateur simple 7 et la tige de réglage 9 et à rendre active la régulation électronique qui correspond à la nouvelle position 30 de la tige de liaison 9. En cas de défaillance de l'électronique, la soupape 15 reprend sa position de passage et le piston 22 est déplacé par le ressort 23 à -10 la position de marche de secours. En même temps, l'interrupteur de fin de course 29 est placé par une bosse 33 en position de fermeture sur la tige de déplacement 34 reliée à la tige de piston 24. -11 REVENDICATIONS 1. Installation d'injection de carburant destinée à un moteur à combustion interne comprimant de l'air et à régulation électronique, pourvu d'une 5unité de traitement de signaux traitant des signaux émis par un capteur de position de la pédale d'accélération et d'un positionneur monté à la suite de cette unité pour assurer le réglage en position d'un organe de réglage qui détermine la quantité de carburant à refouler par une pompe d'injection, en outre d'un dispositif commutable de marche de secours et de sécurité, lui-même constitué par un régulateur simple couplé mécaniquement en permanence avec la pédale d'accélérateur et par un organe de mise en service assurant le verrouil15 lage en régulation électronique, qui a pour effet, lors d'un signal de défaut de l'électronique, de déplacer sur une position correspondant à la régulation mécanique une tige de liaison reliée à l'organe de réglage, qui est guidée dans un -élément curviligne, dont une extré20 mité est articulée sur un bras de réglage du positionneur et l'autre extrémité sur un bras du régulateur simple, selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 4 du brevet français N 87 00717 du 22 janvier 1987, caractérisée en ce qu'il est prévu, en plus de l'organe 25 de mise en service (15) qui opère le verrouillage, un moteur électrique (13) coopérant avec ce dernier, qui peut être connecté pendant le démarrage du moteur à combustion interne et présente un interrupteur de fin de course (30) asservi à la course et dont la transmis30 sion de force (14), qui provoque la conversion du mouvement rotatif en un mouvement de translation, déplace la tige de liaison (9) sur la régulation électronique en s'opposant à la force d'un ressort. -12 2. Installation d'injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de mise en service (15) qui assure le verrouillage est constitué par un embrayage électromagnétique. 3. Installation d'injection de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'il est prévu un levier de renvoi (16) sur la transmission de force (14) entre l'organe de mise en service (15) et la tige de liaison (9). 4. Installation d'injection de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'organe de mise en service (15) qui assure le verrouillage est constitué par un aimant de maintien et en ce qu'un disque formant came (17) entraîné par le moteur électrique (13) 15 dans la transmission de force (14) comporte un profil de base et un profil à bossage (17a, 17b) pour la mise en contact de la tige de liaison (14) constituée par un levier à deux bras, le profil de base (17a) déterminant la position correspondant à la régulation mécanique, 20 tandis que le profil à bossage (17b) est uniquement prévu pour rapprocher le levier (9) de l'aimant de maintien (15) qui maintient le levier dans une position correspondant à la régulation électronique. 5. Installation d'injection de carburant selon 25 la revendication 4, caractérisée en ce que le disque formant came (17) présente - vu selon le sens de rotation (a) - un décrochement à la transition du profil de base (17a) au profil à bossage (17b) et en ce que le gradin (20) ainsi constitué se trouve en dehors de 30 la zone de pivotement du bras du levier (9a),. lorsque le moteur électrique est débranché, ce qui fait qu'en -13 cas de signal de défaut, le bras du levier (9a) vient s'appuyer sur le profil de base (17a) du disque formant came (17). 6. Installation d'injection de carburant selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'il est disposé dans la transmission de force (14) une pompe de refoulement (21) entraînée par le moteur électrique (13) et qui sollicite un piston (22) à l'encontre d'un ressort, ainsi qu'une soupape de décharge électromagnétique, constituant l'organe de mise en service (15), la tige (24) du piston (22) constituant en même temps la tige de commande de la tige de liaison (9). 7. Installation d'injection de carburant selon la revendication 6, caractérisée en ce que la soupape 15 de décharge (15) est constituée par une soupape à 2/2 voies, qui peut être ramenée par un ressort, en cas de signal de défaut, à une position correspondant à la régulation mécanique.