Brevet FR2648186A1 — publié le 19901214

Dispositif de manoeuvre à commande électrique pour le pa- pillon des gaz de moteurs thermiques La presente invention concerne un dispositif de manoeuvre à commande électrique pour le papillon des gaz de moteurs thermiques, constitue d'un moteur electrique qui commande la position ouverte du papillon des gaz soumis à l'action d'un ressort d'ouverture, d'un équipement miecani- que relie a une pedale d'accélérateur et au moyen duquel la position d'ouverture maximale du papillon des gaz peut être fixée quantitativement à l'avance, ainsi que d'un equipe- ment de commande et/ou régulateur destine à traiter des signaux de potentiometres a valeur nominale et à valeur ef- fective afin de délivrer les signaux de commande électri- ques au moteur électrique. Il est connu de séparer le papillon des gaz d'un maoteur thermique de la pédale d'accélérateur, de prévoir un équipement pour détecter la position de la pédale d'accélé- rateur et de permettre au papillon des gaz d'être réglé par un moteur électrique en fonction du signal de sortie de l'équipement détecteur et d'autres signaux. Grâce à la D iande de brevet allemand publiée n 3720897 il est connu -n dispositif pour lequel il s'agit de compenser des défaut de fonctionnement du moteur électri- que par un équipen,. z de manoeuvre mécanique additionnel qui est relié directement à la pédale d'accélérateur. Ce dispositif ne permet cependant une compensation, c'est-a- dire un actionnement, par l'intermédiaire de l'équipement mécanique que dans le cas o le couple de commande du mo- teur électrique vient à faire défaut. En cas de blocage du moteur électrique, par exemple dans la position de ralenti du papillon des gaz, il serait exclu de faire démarrer le moteur thermique ou de le faire fonctionner en régime de marche d'urgence. Dans cet état de la technique antérieure la pré- sente invention a pour but, en partant d'un dispositif de manoeuvre du genre indiqué ci-dessus, de permettre, même en cas de moteur electrique bloqué, d'assurer les fonctions de démarrage et de marcne d'urgence. Ce but est atteint, en ce qui concerne un disposi- tif de manoeuvre à commande électrique pour le papillon des gaz de moteurs thermiques, constitué d'un moteur électrique qui commande la position ouverte du papillon des gaz soumis a l'action d'un ressort d'ouverture, d'un équipement méca- nique relié à une pédale d'accelérateur et au moyen duquel la position d'ouverture maximale du papillon des gaz peut être fixée à l'avance quantitativement, ainsi que d'un équipement de commande et régulateur traitant des signaux de potentiomètres à valeur nominale et à valeur effective afin de délivrer les signaux de commande électriques au mo- teur, selon l'invention par le fait que le moteur électri- que agit sur le papillon des gaz par l'intermédiaire d'un levier relié, de manière élastique dans les deux sens de rotation, à un levier de papillo: et que l'équipement mé- canique comprend un levier intermt iaire qui présente deux languettes formant butées au moyen esquelles le levier de papillon et le papillon des gaz p ivent d'une part être sollicités par un ressort de fermeture et d'autre part être soumis à la force de la pédale d'acc lérateur exercée dans le sens d'ouverture. Ledit équipement mécanique présente avantageuse- mnent un premier intervalle de basculement libre préétabli a francnir avant que la sollicitation par le ressort de fer- ;metu:e ne commence, et un second intervalle de basculement libre preétabli & franchir avant que la charge appliquee à la pédale d'accélérateur ne s'exerce, la pedale d'accéléra- teur agissant avantageusement par l'intermédiaire d'une liaison mécanique directement sur le levier intermédiaire, lequel est avantageusement réglable, par une butée reliee de maniere fixe au carter, dans la position o il n'est pas soumis a la force de la pédale cd'accélerateur. Selon une autre caractéristique de l'invention la DUz:% re:i=e de maniere fi::e au carter es% amenée, par un signai de detresse, à sortir de la voie de;.ouvement du iev:er lntermediaire. Une for.me de reaiisation avantageuse de i'inven- tion consiste en ce que la pedaie d'accélerateur ex;erce par l'inter;1; édiaire d'une liaison mecanique et d'un disque a tirette de voiet d'air sur le levier intermediaire un ef- tfort dans le sens d'ouverture, le disque à tirette de volet d'air prenant, a l'état decnarge de la pLdale d'accélera- teur, appui sous l'action d'un ressort de rappel contre une butée reliée de Pzaniere fixe au carter et maintenant ainsi le levier intermédiaire, sous l'action du ressort de fer;me- ture, appuyé dans une position de fermeture détermninant la position la plus fermée du papillon des gaz. Avantageusement, le levier intermédiaire peut être maintenu par un organe:e commande dans une position ou il existe le premier int rvalle de basculermenz libre. Ledit orFane de commande, -_sceDtible d'être actionné par voie pneumatique, hydrauliJe ou électrique, peut avantageuse- ment maintenir le levier intermédiaire dans au moins deux positions et être mis hors d'action par un signal de dé- tresse. Les avantages obtenus grâce a l'invention apparal- tront à la lecture de la description d'un exemple de réali- sation illustré au dessin annexé. La figure unique montre schématiquement un exemple de réalisation constitué par un canal d'aspiration d'air 1 d'un moteur thermique dans lequel un papillon des gaz 2 est fixe sur un arbre porte-papillon rotatif 3. Sur ses extré- nites se trouvant à l'extérieur du canal d'aspiration d'air 1 l'arbre porte-papillon 3 présente respectivement un po- tentiomètre a valeur effective 4 et un levier de papillon , le levier de papillon 5 etant soumis à l'action d'un ressort d'ouverture 6 et la position d'ouverture minimale du papillon des gaz 2 étant réglée par une vis de réglage 7 ui s'étend sur la voie de mouvement du levier de papillon 5. Sur l'arbre porte-papillon 3 est monté tournant un levier 8 qui par l'intermediaire d'une barre de liaison 9 est relié à un organe de transmission 10 d'un moteur élec- trique 11 et peut être amené par ce dernier à tourner à gaucne et a droite. En cas de rotation a droite le levier 8, en basculant, bute contre une tige 12 formant butée mon- tee coulissantesur le levier de papillon 5 et qui est sou- misea l'action d'un ressort 13 et cède éventuellement a la poussée du levier 8, chargeant ainsi cependant le levier de papillon dans le sens de fermet -e. En cas de rotation à gauche la tige 12 formant butée e% par suite, le levier de papillon 5 suivent le levier 8 s.us l'action du ressort d'ouverture 6, de sorte que le pap. ion des gaz 2 s'ouvre, dans la mesure o cela n'est pas er îché par un levier in- termédiaire 14 muni d'une première lnguette 16 formant bu- tée, du fait qu'une cheville 15 formant butée du levier de papillon 5 bute contre cette languette. Le levier de papil- lon 5 ayant ainsi buté contre la languette 16, le levier 8 tourne encore à gauche a l'encontre d'un ressort 17 serre entre le levier 8 et le levier de papillon. Le levier intermédiaire 14 est monté tournant et pénètre avec une cheville 18 formant butée dans une voie 19 formant coulisse d'un disque de câble d'accélérateur 20,Ie- quel disque peut être basculé, au gré d'un opérateur du moteur, par l'intermédiaire d'un câble d'accélérateur 21 à l'encontre de la force d'un ressort de rappel 22, la posi- eion du disque 20 o celui-ci n'est pas chargz pouvant être fixee par une vis de réglage 23. Le basculemrent du disque 20 est transmis par un arbre 24, relié au disque 20, à un pcten.- tiometre à valeur nominale 25. Dans une voie 26 formant coulisse du levier inter- nédiaire 14 est suspendue une barre de liaison 27 d'un or- gane de commande pneumatique 28 qui, moyennant l'applica- tion d'une pression appropriée, déplace le levier internme- diaire 14, a l'encontre de la force d'un ressort de ferme- ture 29, dans le sens d'ouverture du papillon des gaz 2. En cas de rotation du disque 20 dans le sens d'ou- ver.ture du papillon des gaz 2 une seconde languette 30 for- mant butée du levier intermédiaire 14 entraîné est amenée sur la voie de mouvement de la cheville 15 formant butée du levier de papillon 5, de sorte que celui-ci, apre_ un in- tervalle de basculement libre préétabli 31, bascule dans le sens d'ouverture du par.lon des gaz. Au cas o le levier 8 se trouverait eventue..emrent dans une position correspon- dant a la position de ralenti, le ressort 13 de la tige 12 formant butée du lev er de papillon serait comprimé d'un intervalle de bascule Ont 34 et le papillon des gaz 2 s'ou- vrirait de ce fait. Le mode de fonctionnement du dispositif selon l'invention est décrit cidessous. Lors du démarrage du moteur thermique le moteur électrique 11 reçoit des signaux de commande d'un appareil de commande électrique non repré- senté, de sorte que le moteur électrique 11 communique par l'intermédiaire de l'organe de transmission 10 et de la barre de liaison 9 au levier 8 un mouvement de rotation que le levier de papillon 5, prenant appui 'avec la tige 12 for- mant butée sous l'effet du ressort d'ouverture 6 contre le levier 8, suit jusqu'à obtention d'une position du papillon des gaz appropriée au démarrage, laquelle position est in- diquee par le potentiometre à valeur effective 4. Le reglage du papillon des gaz 2 pour le démarrage n'est pas empêche par la languette 16 formant butee du levier intermédiaire 14 car un intervalle de basculement libre suffisamment important 32 est prévu sur le plan de la construction ou regle par l'organe de commande pneumatique 28, au moyen de la barre de liaison 27 se trouvant dans la 2C position terminale à l'intérieur de la voie 26 formant cou- lisse, en faisant basculer le levier intermédiaire. En cas de marche indépendante du moteur thermique un reglage de l'alimentation est effectué automatiquement par le moteur électrique suivant un programme préétabli. Si l'opérateur du moteur effectue par l'intermé- diaire oe la pédale d'accélérateur et du câble d'accélérateur 21 un déplacen -t du disque 20 dans le sens d'une chargp appliquée au moteur le levier intermédiaire 14 suit ce dé:'.acement puisqu'il prend appui avec la tige 18 formant but: contre l'extrémité de la voie 19 formant coulisse, de so. ze que la languette 16 formant butée s'écarte en tournant à gauche et augmente l'intervalle de basculement libre existant de la cheville formant butée. Ainsi le moteur électrique hl peut, en réagissant à des signaux de commande de l'appareil de com- mande, régler le papillon des gaz 2 en conséquence, les signaux de commande étant délivrés en fonction des signaux du potentiométre à valeur nominale produits lors du dépla- cement du disque 20 et des signaux du potentiomètre à valeur effective qui s'établissent. Les signaux de commande délivrés au moteur elec- trique 11 provoquent un déplacement, déterminé dans le temps et dans son importance, du levier de papillon par rapport au déplacement de la pédale d'accélérateur par l'operateur du moteur. même en cas de mauvais fonctionnement du moteur éelec:rique 11 la position ouverte du papillon des gaz ne peut Pas excéder l'intervalle préétabll par le disque 20 ou le levier intermédiaire 14 car le moteur électrique 1 ne fait que libérer le mouvement d'ou- verture du papillon 2. Le fait pour la cheville 15 formant butée du levier de papillon 5 de prendre appui contre la languette 16 formant butée du levier intermédiaire a pour effet de mettre fin au mouvement d'ouverture du papillon des gaz 2 puisque le moteur électrique ne peut produire un couple d'ouverture, abstraction faite de l'action du res- sort 17, et les forces du ressort d'ouverture 6 et du res- sort de fermeture 29 sont accordées entre elles, c'est-à- dire que le ressort de fermeture 29 présente une force en excès pour la fermeture du papillon 2. En cas de rel5cnement brusque de la pédale d'accé- lerateur l'organe de c;irmande pneumatique 28 opère un amor- tissement du mouvemeno de fermeture. De surcroît, l'organe de commande pneumatic ? 28 peut maintenir le levier inter- médiaire 14 dans plus zurs positions de sorte que le moteur électrique ll est en mesure de régler le papillon 2 pour d'autres fonctions, par exemple l'ouverture en régime de frein moteur pour la protection du catalyseur, le fonctionnement d'un régula- teur du type Tempomat, etc., sans que des effets de ces fonctions soient perceptibles au niveau de la pédale d'ac- célérateur. En cas de défauts de fonctionnement d'éléments constitutifs électriques et/ou électroniques, qui risquent de provoquer un réglage incorrect du papillon 2 ou un blo- cage du moteur électrique 11, le papillon 2 est ferme mécaniquement du fait que la pédale d'accélérateur est dechargée par la force d'un ressort; le papillon 2 peut, même lorsque le levier 8 se trouve dans la position de ralenti et est bloqué par le moteur électrique 11, être ouvert juscu'a un degré d'ouverture détermine égai a l'in- tervalle de basculement 34, de sorte que des situations de détresse, qui peuvent se présenter en cas d'utilisation du :noteur dans un véhicule automobile, peuvent être maîtrisées et le véhicule peut être conduit jusqu'a un atelier. Dans la mesure o l'utilisation de l'organe de co.mmande 28 n'est pas prévue la tirette de starter 21 peut agir directement sur le levier intermédiaire 14, auquel cas il peut être prévu une butée 33 reliée de maniere fixe au carter et qui en présence d'un signal de secours sort de la voie de mouvement du levier intermédiaire 14. Cette mesure peut réduire l'intervalle de basculement libre 32 qui est prévu pour le régime de démarrage-ralenti, etc. Le ressort de fermeture 29 et le ressort de rappel 22 peuvent être réalisés de man.ire redondante, afin de satisfaire à des règlements de sécurité. L'organe de commande 28 p ut également être ac- tionné par voie hydraulique ou élect ique. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de manoeuvre à commande électrique pour le papillon des gaz de moteurs thermiques, constitué d'un moteur électrique qui commande la position ouverte du papillon des gaz soumis à l'action d'un ressort d'ouvertu- re, d'un équipement mécanique relié à une pédale d'accélé- rateur et au moyen duquel la position d'ouverture maximale du papillon des gaz peut être fixée quantitativement à l'avance, ainsi que d'un appareil de commande et/ou régula- teur destine à traiter des signaux de potentiomètres à va- leur nominale et à valeur effective afin de délivrer les signaux de commande électriques au moteur électrique, ca- ractérise en ce que le moteur électrique (11) agit sur le papillon (2) par l'intermédiaire d'un levier (8) relié, de manière élastique dans les deux sens de rotation, a un levier de papillon (5) et en ce que l'équipement mécanique comporte un levier intermédiaire (14) qui présente deux languettes (16, 30) formant butées, au moyen desquelles le levier de papillon (5) et, par suite, le papillon (2) peu- 2C vent d'une part être sollicités par un ressort de fermeture (29) et d'autre part être soumis par la force de la pédale d'accélérateur a un effort exercé dans le sens de l'ouver- ture. 2 - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit équipement mécanique présen- te un premier intervalle de basculement libre préétabli (32) à franchir avant que la sollicitation par le ressort de fermeture ne débute, et présente un second intervalle de basculement libre préétabli (31) à franchir avant que la charge exercee sur la "édale d'accélérateur ne commence à s'exercer. 3 - Disposit f de manoeuvre selon la revendication 2, caractérisé en ce lue la pédale d'accélérateur agit par l'intermédiaire d'une liaison mécanique (21) directement sur le levier intermédiaire (14). 4 - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 3, caractérisé en ce que le levier intermédiaire (14) est réglé, par une butée (33) reliée de manière fixe au carter, dans la position qu'il occupe à l'état déchargé de la force de la pédale d'accélérateur. - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 4, caractérisé en ce que la butée (33) reliée de manière fixe au carter sort de la voie de mouvement du levier in- termédiaire (14) en reponse à un signal de détresse. 6 - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 2, caractérise en ce que la pédale d'accélérateur exerce, par l'intermédiaire d'une liaison mécanique (21) et d'un disque (20) & tirette de volet d'air, sur le levier inter- médiaire (14) un effort dans le sens d'ouverture, ce disque (20) a tirette de starter prenant, a l'état déchargé de la pédale d'accélerateur, appui sous l'action d'un ressort de rappel (22) contre une butée (23) reliée de manière fixe au carter et maintenant ainsi le levier intermédiaire (14), sous l'action du ressort de fermeture (29), appuyé dans une position de fermeture déterminant la position la plus fer- mée du papillon des gaz (2). 7 - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 6, caractérisé en ce que le levier intermédiaire (14) est maintenu par un organe de commande (28) dans une position o il existe le premier interva e de basculement libre (32). 8 - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe Se commande (28) peut maintenir le levier intermédiaire (.) dans au moins deux ll 1 61 positions. 9 - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'organe de commande (28) peut être actionné par voie pneumatique, hydraulique ou électri- que. - Dispositif de manoeuvre selon la revendica- tion 9, caractérisé en ce que l'organe de commande (28) peut être mis hors d'action par un signal de détresse.