Brevet FR2630501A1 — publié le 19891027

La présente invention concerne un procédé de commande de l'alimentation en carburant pour un moteur à combustion interne entraînant un véhicule, procédé selon lequel la quantité de carburant est limitée dans des plages supérieures de charge. D'après la demande de brevet allemand DE-OS 36 38 474, il est connu un procédé du type précité, selon lequel un dispositif de mesure placé dans le tuyau d'échappement du moteur transmet un signal correspondant au degré de nocivité des gaz d'échappement à une unité électronique de commande par laquelle, lorsque le moteur fonctionne à pleine charge, la quantité de carburant à injecter est limitée de telle sorte qu'une valeur limite prédéterminée pour l'éjection de particules de suie ne soit pas dépassée, tandis que simultanément on dispose cependant toujours d'une capacité optimale de puissance. Pour que la nocivité des gaz d'échappement ne puisse également pas atteindre une valeur excessive pendant un fonctionnement instable du moteur, il a été proposé dans la demande de brevet allemand DE-OS 32 04 804 de tenir compte, lors de la sélection de la valeur minimale pour l'injection de carburant, entre autres également de la variation de la vitesse de rotation du moteur dans le temps. Les deux procédés présentent cependant l'inconvénient que, dans le cas. d'une augmentation de la résistance en marche à vaincre, comme par exemple lors de fortes montées de la route, le moteur ne peut pas atteindre la puissance maximale qu'il serait possible d'obtenir sans une limitation de la quantité d'injection à pleine charge. L'invention a en conséquence pour but de perfectionner un procédé du type défini dans le premier paragraphe, à l'aide duquel l'émission de substances nocives puisse être maintenue aussi faible que possible mais cependant, lors d'une augmentation de la résistance en marche, le moteur puisse encore atteindre sa puissance maximale. Le problème précité est résolu conformément à l'invention en ce que la limitation de la quantité de carburant est supprimée en dessous d'une valeur limite prédéterminée pour l'accélération du véhicule. Le procédé conforme à l'invention prévoit que, pendant la marche normale du véhicule, il se produise constamment une limitation de la quantité de carburant dans le domaine du plein régime, ce qui permet de réduire au minimum l'émission de substances nocives qui augmentent précisément de façon suprapropor- tionnelle pour les charges élevées. Cependant, lorsque, à cause d'une augmentation de la résistance en marche, par exemple dans des montées ou dans le cas de fortes sollicitations, même en cas de marche à plein régime, la puissance fournie par le moteur n'est plus suffisante, il se produit une suppression de cette limitation de la quantité de carburant. Le conducteur n'a par lui-même cependant aucune influence sur cette suppression car celle-ci est commandée exclusivement en fonction de l'accélération. On exclut ainsi une libération intentionnelle de la quantité maximaledecarburantencas de faible résistance à la marche, c'esta-dire lorsqu'une puissance suffisante est disponible même lors d'une limitation de la quantité à plein régime. La limitation permanente de la puissance du moteur à plein régime dans une condition de marche normale conduit, lors d'un processus de démarrage et à cause d'une diminution du patinage au démarrage, précisément à une diminution de l'usure des pneumatiques. Simultanément, lors d'un démarrage à plein régime, on obtient une amélioration du confort de marche car la puissance maximale, maintenant réduite, provoque obligatoirement également une diminution des à-coups d'accélération lors du démarrage à partir de l'arrêt. Evidemment, on obtient également une économie de carburant grâce à la limitation de la quantité à plein régime. Selon une autre particularité du procédé conforme à l'invention, la valeur limite pour l'accéléra- tion du véhicule est déterminée en fonction de la vitesse de marche du véhicule et de la vitesse de rotation du moteur à partir d'une famille de courbes caractéristi- ques; on obtient ainsi une adaptation optimale de la va- leur limite d'accélération, déterminant la suppression de la limitation de puissance, à la vitesse de marche du véhicule à chaque instant donné et à la vitesse de rotation du moteur à l'instant donné. Le procédé conforme à l'invention est mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif comportant une unité électronique de commande, qui reçoit un signal correspondant à la prédétermination de la charge à chaque instant donné et qui produit un signal de valeur de réglage pour l'actionnement d'un dispositif de réglage déterminant la quantité d'alimentation en carburant. Selon les particularités de ce dispositif: - l'unité de commande reçoit en outre, pour la détermination de l'accélération du véhicule à chaque instant donné, un signal correspondant à la vitesse du véhicule à l'instant donné, ou bien un signal corres- pondant à la vitesse de rotation du moteur à l'instant donné; une famille de courbes caractéristiques, fonc- tion de la vitesse de marche du véhicule et de la vitesse de rotation du moteur, est enregistrée dans une mémoire de valeurs fixes de l'unité de commande en vue Se la détermination de la valeur limite correspondante de l'accélération du véhicule; et le signal de valeur de réglage comande le dispositif de réglage de telle sorte que, pour la pleine charge du moteur et pour une accélération de véhicule qui est inférieure à la valeur limite déterminée respectivement à partir de la famille de courbes caractéristiques, la quantité maximale de carburant soit fournie au moteur. - L'unité électronique de coemmnde est reliée, par l'inte diaire d'un conducteur électrique de transmission de signaux à un contacteur actionné par enfoncement de la pédale d'accélérateur à fond, au contacteur de rétrogradation, pouvant être actionné à partir de la pédale d'accélérateur. - Le signal correspondant à la vitesse du véhicule à l'instant donné est capté par l'intermdiaire d'un capteur monté sur une roue du véhicule et est transmis, par l'intermédiaire d'un conducteur de transmission de valeurs de mesure à l'unité électronique de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: La Figure 1 représente un schéma de principe d'une forme de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et la Figure 2 montre le mode de fonctionnement de l'unité de commande désignée par 10 sur la Figure 1. La Figure 1 représente un moteur Diesel 1 entraînant un véhicule non représenté; sur le moteur il est prévu une pompe d'injection 2 entraînée par lui et comportant un régulateur 3 de vitesse de rotation. Sur le régulateur 3 de vitesse de rotation, il est prévu un levier d'actionnement 4, qui est relié par l'intermédiaire d'une tringlerie 5 a une pédale d'accélérateur 6 pouvant être actionnée par le conducteur. Pour simplifier le dessin, cette tringlerie 5 n'a 2630501! pas été représentée complètement. Le degré de charge du moteur, sélectionné par le conducteur, est transmis par l'intermédiaire de la pédale d'accélérateur 6 c'est-à-direparl'intermédiaire du levier d'actionnement 4. A cet effet, d'une manière connue, en tenant compte de la vitesse de rotation n du moteur, une tige de régulation 7, montée sur la pompe d'injection 2 et dont la position représente une mesure de la quantité d'injection de carburant, est déplacée entre une position minimale et une position de butée à plein régime A ou B. Un déplacement possible seulement jusque dans la position de butée & plein régime A, c'est-à-dire une limitation de la quantité d'injection à plein régime, est prévu conformément à l'invention en marche normale tandis qu'un déplacement jusque dans la position B représentée en trait interrompu est possible lorsque le véhicule doit vaincre une augmentation de la résistance à la marche. La détermination des résistances de marche à vaincre est effectuée par l'intermédiaire de l'accéléra- tion aduvéhiculeàchaqueinstantdonnédansla marcheàpleinrégime. A cet effet, il est prévu sur la butée de pédale d'accélérateur un contacteur actionné par enfoncement de cette pédale à fond, c'est-à-dire ce qu'on appelle un contacteurderétrogradation 8, qui transmet sa position, par l'intermédiaire d'un conducteur 9 de transmission de valeurs de mesure, à une unité électronique de commande 10. Cette unité de commande 10 reçoit en outre, par l'intermédiaire d'un capteur 11 et d'un conducteur 12 de transmission de valeurs de mesure, un signal représentant la vitesse de rotation d'une roue motrice 13, et par conséquent également un signal correspondant à la vitesse de marche v du véhicule, et par l'intermédiaire du capteur 14 et du conducteur de transmission de valeurs de mesure, un signal représentant la vitesse actuelle de rotation n du moteur. En fonction des signaux qui lui sont appliqu.s. l'unité de commande 10 produit un signal de valeur de réglage qui commande par l'intermédiaire du conducteur 16 un dispositif de réglage 17 installé sur la pompe d'injection 2 en vue du déplacement de la butée de plein régime entre la position A (quantité limitée à plein régime) et la position B (quantité maximale à plein régime) de la manière mise en évidence sur la Figure 2. La commande est enclenchée lors du démarrage du moteur (Figure 2). Dans le bloc d'entrée 18 est effectuée la transmission de la position du contacteur derétrogradation 8àl'instantdonné.Lorsquecelui-ci n'est pas actionné (bloc de dérivation 19), aucun établissement de plein régime n'est effectué à partir de la pédale d'accélérateur 6 de sorte que la fonction de commande est ramenée a son point de départ 20. Dans le cas o le contacteur de rétrogradation 8 n'est pas actionné, la butée de plein régime de la tige de régulation 7 se trouve toujours dans la position A limitant la quantité d'injection de carburant. Lorsqu'il existe une condition de plein régime (bloc de dérivation 19), il se produit dans le bloc suivant 21 une détermina- tion de l'accélération a du véhicule à l'instant donné. Cela est réalisé à l'aide d'une horloge intégrée dans l'unité de commande 10 et faisant en sorte que respectivement toujours au début et à la fin d'un intervalle de temps prédéterminé Tm, la vitesse v du véhicule à cet instantrespectif soit lue (bloc 22 et bloc de dérivation 23) et soit mémorisée (bloc 24). Par établissement de la différence entre ces deux vitesses vm et vm_1 et par division par l'intervalle de temps Tm, on obtient l'accélération a du véhicule (bloc 24) à l'instant donné. Après la détermination de la valeur a, il est déterminé dans le bloc 25, à partir d'une famille de courbes caractéristiques 26 enregistrées dans une mémoire de valeurs fixes de l'unité de commande 10, et également en fonction de la vitesse v du véhicule à l'instant donné et de la vitesse de rotation n du moteur à l'instant donné, qui a été également définie au préalable dans le bloc 22, une valeur limite aG pour l'accélération du véhicule, valeur limite en dessous de laquelle la limitation de la quantité d'injection à plein régime est supprimée. Evidemment, la valeur limite correspondante aG peut aussi être calculée d'après une fonction prédéterminée en relation avec les paramètres précités. Dans le bloc de dérivation 27, il se produit maintenant une interrogation pour déterminer si l'accélération a du véhicule à l'instantdonné est supérieure ou égale à la valeur limite aG. Dans la négative, c'est-à-dire lorsque l'accélération a du véhicule est inférieure à la valeur limite aG à cause d'une augmentation de la résistance à la marche, il se produit, par l'intermédiaire du bloc de sortie 28, une commande correspondante du dispositif d'actionne- ment 17, de sorte que la butée de plein régime est transférée dans la position B, c'est-à-dire dans la position autorisant la quantité maximale d'injection de carburant. La butée de plein régime reste dans cette position B aussi longtemps qu'il y a une réponse négative à la question de savoir si le contacteur de rétrogradation 8 est encore actionné (bloc d'entrée 29 et bloc de dérivation 30) ou bien, dans le cas o le contacteur de rétrogradation est fermé, jusqu'à ce qu'il s'établisse une accélération a qui soit supérieu- re ou égale à la valeur limite aG (bloc 27). Lorsque le contacteur de rétrogradation 8 est ouvert (bloc 30), la fonction de commande est transférée directement au point 31 et alors le dispositif d'actionnement 17 fait passer la butée de plein régime à nouveau dans la position A, c'est-à-dire dans la position déterminant la quantité à plein régime (bloc de sortie ú630501 32. Lorsque le contacteur de rétrogradation 8 est encore fermé (bloc 30), il se produit initialement, pour pouvoir obtenir en permanence l'accélération a (bloc 21) à chaque instant donné, un retour au bloc d'en- trée 22 en vue d'une nouvelle introduction de v et n. Lorsque l'accélération a du véhicule à l'instant donné est supérieure ou égale à la valeur limite aG (bloc de dérivation 27), la butée de plein régime reste dans la position A ou bien elle est transférée dans cette position A dans le cas o elle se trouvait encore dans la position B. Ensuite, il se produit un retour au point de départ 20 en vue d'une nouvelle introduction de l'état du contacteur de rétrogradation 8 à chaque instant donné. Du fait que la valeur limite aG est déterminée aussi bien en fonction de la 'vitesse de marche du véhicule ou de la vitesse de rotation des roues que de la vitesse de rotation du moteur, on tient compte automatiquement du rapport correspondant de transmission de la boite de vitesses pour la détermination de la valeur limite car le rapport entre la vitesse de rotation des roues et la vitesse de rotation du moteur fournit une indication directe du rapport de transmission précisément adopté. A la place du captage de la vitesse de rotation n du moteur (bloc 22, Figure 2) , il est évidemment possible à cet égard de transmettre' directement à l'unité de commande le rapport de transmission précisé- ment sélectionné au moyen d'un capteur de mesure approprié qui est installé sur le levier de sélection ou de changement de vitesses du véhicule. Selon une autre particularité de l'invention, on peut également envisager de déterminer successivement plusieurs valeurs d'accélération à des instants donnés pour en déduire la valeur moyenne et pour commander en correspon- dance le dispositif d'actionnement 17 (Figure 1). Z630501 Il est alors possible d'empêcher par exemple une réaction immédiate et indésirable du dispositif d'actionnement à une valeur de mesure sortant accidentellement des tolérances de mesure. La commande prévoit en outre que, en cas de panne d'un capteur de mesure, la- quantité d'injection à plein régime reste constamment limitée jusqu'au rétablissement du fonctionnement correct de ce capteur. On est ainsi assuré d'une marche d'urgence avec peu d'émission de substances nocives. La défaillance d'un capteur peut être signalée par l'intermédiaire d'une lampe-témoin installée sur le tableau de bord du véhicule. L'invention n'est pas limitée exclusivement à une suppression de la limitation de puissance dans des conditions de plein régime, mais il est également possible de supprimer la limitation de puissance lors- qu'une valeur limite prédéterminée est atteinte dans la condition de plein régime. A cet égard, il est possible d'utiliser, à la place d'un contacteur de rétrogradation, également un capteur approprié qui détecte la course de la pédale d'accélérateur ou du levier d'actionnement et dont les signaux de mesure sont appliqués à l'unité de commande, qui assure alors finalement, lorsque la valeur limite prédéterminée est atteinte dans la plage de charge envisagée, la suppression de la limitation de la quantité d'injection de carburant. On obtient naturellement également dans ce cas qu'une suppression de la limitation de puissance ne puisse alors intervenir que lorsqu'une valeur limite correspondante de l'accélération du véhicule a déjà été dépassée par défaut. Pour obtenir une amélioration supplémentaire du confort de marche, on peut également envisager de prévoir une limitation graduelle de la quantité d'injection à plein régime en faisant en sorte que la butée de plein régime puisse prendre, en fonction de la condition de marche, toute position comprise entre les positions A et B. Dans le cas o il est prévu sur chaque roue du véhicule un capteur détectant sa vitesse de rotation, le procédé conforme à l'invention peut être utilisé sans augmentation importante des frais à l'adapta- tion de la commande également pour une régulation du patinage à l'entraînement. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on s'écarte de son esprit. il REVENDICATIONS 1. Procédé de commande de l'alimentation en carburant pour un moteur à combustion interne entraînant un véhicule, procédé selon lequel la quantité de carburant est limitée dans des plages supérieures de charge, caractérisé en ce que la limitation de la quantité de carburant est supprimée en dessous d'une valeur limite prédéterminée (aG) pour l'accélération du véhicule. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur limite (aG) pour l'accélération du véhicule est déterminée en fonction de la vitesse de marche (v) du véhicule et de la vitesse de rotation (n) du moteur à partir.d'une famille de courbes caractéristiques (26). 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications 1 et 2, comportant une unité électronique de commande, qui reçoit un signal correspondant à la prédétermination de lacharge à chaque instant donné et qui produit un signal de valeur de réglage pour l'actionnement d'un dispositif de réglage déterminant la quantité d'alimentation en carburant, caractérisé en ce que l'unité de commande (10) reçoit en outre, pour la détermination de l'accélération (a) du véhicule à chaque instant donné, un signal correspondant à la vitesse (v) du véhicule à l'instant donné ou bien un signal correspondant à la vitesse de rotation (n) du mo- teur à l'instant donné, en ce qu'une famille de courbes caractéris- tiques (26), fonction de la vitesse de marche du véhicule et de la vitesse de rotation du moteur, est enregistrée dans une mémoire de valeurs fixes de l'unité de commande (10) en vue de la détermination de la valeur limite correspondante (aG) de l'accélération du véhicule, et en ce que le signal de valeur de réglage commande le dispositif de réglage (17) de telle sorte que, pour la pleine charge du moteur (1) et pour une accélération de véhicule (a) qui est inférieure à la valeur limite (aG) déterminée respectivement à partir de la famille de courbes caractéristiques (26); la quantité maximale de carburant soit fournie au moteur. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'unité électronique de commande (10) est reliée, par l'intermédiaire d'un conducteur électrique (9) de transmission de signaux à un contacteur de rétrogradation (8) pouvant être actionné à partir de la pédale d'accélérateur (6). 5. Dispositif selon une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le signal correspondant à la vitesse (vi du véhicule à l'instant donné est capté par l'intermédiaire d'un capteur (11) monté sur une roue (13) du véhicule et est transmis, par l'intermédiaire d'un conducteur (12) de transmission de valeurs de mesure,à l'unité électronique de commande (10).