Brevet FR2648185A1 — publié le 19901214

Dispositif de manoeuvre a commande électrique pour le.pa- pillon des gaz de moteurs thermiques La présente invention concerne un dispositif de manoeuvre à con=mande électrique pour le papillon des gaz de m;oteurs ther;r.iques, constitue d'un moteur électrique qui commande la position ouverte du papillon des gaz soumis à l'action d'un ressort de fermeture, d'un équipement mécani- que relie & une pedale d'accelérateur et au moyen duquel la position d'ouverture maximale du papillon des gaz peut être fixee quantitativement a l'avance, ainsi que d'un équipe- :.ent de commande et/ou régulateur destine à traiter des signaux de potentiométres a valeur nominale et à valeur effective pour délivrer les signaux de commande électriques au moteur électrique. Il est connu de séparer le papillon des gaz d'un moteur 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 soctie de l'équipement détecteur et d'autres signaux. Grâce a la Demande de brevet allemand mise à l'in- spection publique n" 3720897 il est connu un dispositif pour lequel il s'agit de compenser des défauts de fonction- nement du moteur électrique par un équipement de manoeuvre mécanique additionnel qui est relié directement à la pédale d'accélérateur. Ce dispositif ne permet cependant une com- pensation, ou un actionnement, par l'intermédiaire de l'é- quipement mécanique que dans le cas ou le couple de com- mande du moteur électrique fait défaut. Au cas o le moteur électrique serait bloqué, par exemple en position de ralen- ti du papillon des gaz, un démarrage ou fonctionnement de secours du moteur thermique seraient exclus. De surcroit, le papillon des gaz est directement sollicité par un res- sort agissant dans le sens d'ouverture, c'est-a-dire qu'en cas de rupture de l'une des butées mécaniques le papillon des gaz s'ouvrirait totalement, ce qui pourrait entrainer des conditions de fonctionnement dangereuses. Dans cet etat de la tecnni1ue la présente inven- tion a pour but, en partant d'un dispositif de manoeuvre du genre défini plus haut, de permettre d'obtenir, même dans le cas d'un moteur électrique bloqué, un régime de démarra- ge et de marche d'urgence dans lequel le papillon des gaz n'est sollicité essentiellement que par l'action d'un res- sort de fermeture. 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 à l'action d'un ressort de fermeture, d'un équipement meca- nique relié à une pédale 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 équipement de commande et/ou. régulateur destiné à traiter des signaux de potentiomètres à valeur nominale et à valeur effective pour délivrer les signaux de commande électrique au moteur électrique, selon l'invention par le fait que le moteur électrique agit sur le papillon des gaz par l'inter- mediaire d'un levier à engrenage relié, de manière élasti- que dans les deux sens de rotation, à un levier de papil- lon, et que l'équipement mécanique agit de telle manière sur un levier intermédiaire relié au levier de papillon que celui-ci et, par conséquent, le papillon des gaz, puissent être sollicités par un ressort de fermeture. Avantageusement, ledit équipement mécanique agit en outre de telle manière sur le levier intermédiaire que le levier de papillon et, par conséquent, le papillon des gaz puissent être soumis à la force de la pédale d'accélé- rateur exercée dans le sens d'ouverture. Une caractéristique avantageuse de l'invention consiste en ce que l'équipement mecanique présente, par rapmort à une saillie formant butée du levier intermédiai- re, avec une languette formant butée d'un levier de manoeu- vre un premier intervalle de basculement libre preetabli à francni. avant que la sollicitation par le ressort de fer- meture ne débute. Une autre caractéristique avantageuse de l'inven- tion consiste en ce que l'équipement mécanique présente, par rapport a une seconde saillie formant butée du levier intermédiaire, avec la languette formant butée du levier. de manoeuvre un second intervalle de basculement libre prééta- bli à franchir avant que la sollicitation par la pédale d'accélérateur ne commence. Dans ces deux cas le levier de manoeuvre est avan- tageusement régle, par une butée reliée de manière fixe au carter, dans sa position à l'état déchargé de la force de la pédale d'accelérateur. Seion d'autres caractéristique s de l'invention cette butée reliée de manière fixe au carter est d'une part amenée, par un signal de détresse, à sortir de la voie de mouvement du levier de manoeuvre et peut d'autre part être retenue par un organe de commande dans une position o existe ledit premier intervalle de bascule- ment libre. Avantageusement, ledit organe de commande peut maintenir la butée, reliée de manière fixe au carter, dans au moins deux positions et peut être actionné par voie pneumatique, hydraulique ou électrique. Les avantages obtenus grâce à l'invention apparai- tront à la lecture d'un exemple de réalisation illustré au dessin annexé. La figure unique montre schématiquement un exemple de réalisation constitue par un canal d'aspiration d'air 1 d'un moteur tnermique dans lequel un papillon des gaz 2 est fixe sur un arbre porte-papillon rotatif 3. A ses extrémi- tes situees a l'extérieur du canal d'aspiration d'air 1 l'arbre porte-papillon 3 présente respectivement un poten- tiometre a valeur effective 4 et un levier de papillon 5, ce dernier étant soumis a l'action d'un ressort de ferme- zure 6 et la position d'ouverture minimale du papillon des gaz 2 étant réglée par une vis de réglage 7 qui pénètre 0 dans la voie de mouvement du levier de papillon 5. Sur l'arbre porte-papillon 3 est monté tournant un levier & engrenage 8 qui peut être tourné a gaucne et à droite par un pignon 9 d'un moteur electrique 10. En cas de rotation à droite le levier à engrenage 8, en basculant, bute avec une tige 11 formant butée contre une première branche 12 d'un ressort 13 dont la seconde branche 14 prend alors appui sur une tige 15 formant butée du levier de papillon 5 et soumet le papillon des gaz à un effort exercé dans le sens de sa fermeture. En cas de rotation à gauche le levier à engrenage 9 et donc également la tige 11 for- mant butée sont amenés, en basculant, contre la seconde branche 14 du ressort 13, si bien que la première branche 12 sollicite la tige 15 formant butée du levier de papillon et que le papillon des gaz 2 s'ouvre, dans la mesure o ceci n'est pas empêché par un levier de manoeuvre 16 avec une languette 17 formant butée, laquelle pénètre dans la voie de mouvement de deux saillies 18, 19 formant butées d'un levier intermédiaire 21, relié par l'intermédiaire d'une barre de liaison 20 au levier de papillon 5 et, en butant contre la saillie 18 formant butée, met fin au mou- vement d'ouverture imposé au levier de papillon 5 et donc au papillon des gaz 2 par le moteur électrique. Puis un nouveau mouvement de rotation a gauche du levier à engre- nage 8 peut s'effectuer a l'encontre du ressort 13 tendu entre le levier a engrenage 8 et le levier de papillon 5. Le levier de manoeuvre 16 est monté tournant et peut, par l'intermediaire d'un câble d'accélération 22, etre basculé, à l'encontre de la force d'un ressort de rappel 23, au gré de l'utilisateur du moteur, la position déchargée de ce levier pouvant être déterminée par une butée 24 reliée de manière fixe au carter et qui, en réponse à un signal de détresse, peut sortir de la voie de mouvement du levier de manoeuvre 16. Le basculement du levier de manoeuvre 16 est transmis par un arbre 25, relié à ce dernier, à un poten- tiometre à valeur nominale 26. La butée 24 peut être déplacée, à l'encontre de la force du ressort de fermeture 23, dans le sens de l'ouver- ture du papillon des gaz 2 par un organe de commande, ou vérin, pneumatique (représenté en traits mixtes) à condi- tion que la pression appliquée soit suffisante. En cas de 3C rotation du levier de manoeuvre 16 dans le sens de l'ouver- ture du papillon des gaz 2 la languette 17 formant butée se déplace sur la voie de mouvement entre les saillies 18, 19 formant butées du levier intermédiaire 21 jusqu'à buter contre la saillie formant butée 19, de sorte que cette der- nière, au bout d'un intervalle de basculement libre prééta- bli 27, bascule dans le sens d'ouverture du papillon des gaz. Au cas o le levier à engrenage 8 se trouverait éven- tuellement dans une position correspondant à la position de ralenti le ressort 13 se tendrait. Le mode de fonctionnement du dispositif selon l'invention est décrit ci-dessous. Lors du démarrage du mo- teur thermique le moteur électrique 10 reçoit des signaux de commande d'un appareil de commande électrique non repré- senté, de telle sorte que le moteur électrique 10 commu- nique par l'intermédiaire du pignon 9 au levier à engrenage 8 un mouvement de rotation que le levier de papillon 5, prenant appui avec la tige 15 formant butée, sous l'action du ressort 13, contre le levier à engrenage 8 ou la tige 11 formant butee de ce dernier, suit jusqu'à ce que le papil- lon occupe une position appropriée au démarrage et qui est indiquée par le potentiomètre à valeur effective 4. Le reglage du papillon des gaz 2 pour le démarrage n'est pas gêné par la languette 17 formant butée du levier d'actionnement 16 car un intervalle de basculement libre suffisamment important 28 est prévu sur le plan de la con- struction ou établi par l'organe de commande pneumatique ou la butée 24. En cas de marche indépehdante du moteur ther- mique un réglage de l'alimentation est effectué automati- quement par le moteur électrique suivant un programme pré- établi. Lorsque l'opérateur du moteur effectue, par l!in- termédiaire d'une pédale d'accélérateur et du cable d'accé- lération 22 un déplacement du levier d'actionnement 16 de façon à charger le moteur la languette 17 formant butée se déplace en tournant à droite et augmente l'intervalle de basculement libre existant 28 du levier intermédiaire 21. Ainsi le moteur électrique 10 peut, en réagissant a des signaux de commande de l'appareil de commande, régler le papillon des gaz 2 en conséquence, les signaux de commande étant délivrés en fonction des signaux du potentiomètre à valeur nominale produits lors du déplacement du levier de manoeuvre 16, et des signaux du potentiomètre à valeur effective en voie de se produire. Les signaux de commande délivrés au moteur électrique 10 provoquent un déplacement, déterminé dans le temps et dans son importance, du levier de papillon 5 par rapport au déplacement de la pédale d'accélérateur par l'opérateur du moteur. Même en cas de défaut de fonctionnement du moteur électrique 10 la position d'ouverture du papillon des gaz ne risque pas d'être supérieure à la valeur préétablie par le levier de manoeuvre 16 car le moteur électrique 10 ne peut déplacer le papillon 2 dans le sens de l'ouverture que jusqu'a ce que la saillie 18 formant butée bute contre la languette 17 formant butee. Lors d'une décharge brusque de la pédale d'accélé- rateur un amortissement du mouvement de fermeture peut être opére par le moteur électrique. L'organe de commande pneu- matique peut maintenir le levier de manoeuvre 16 dans plu- sieurs positions de sorte que le moteur électrique 10 peut régler le papillon des gaz 2 pour d'autres fonctions, comme par exemple la fonction d'un régulateur du type dit Tempo- mat, sans que des effets de ces fonctions soient percep- tibles au niveau de la pédale d'accélérateur. En cas de défauts de fonctionnement d'éléments constitutifs électriques et/ou électroniques, susceptibles de provoquer un réglage incorrect du papillon des gaz 2 ou un blocage du moteur electrique 10, le papillon 2 est fermé mécaniquement en déchargeant la pédale d'accélérateur par la force d'un ressort. Le papillon 2 peut, même lorsque le levier à engrenage 8 se trouve dans la position de ralenti et est bloqué par le moteur électrique 10, être ouvert par la pédale d'accélérateur jusqu'à un degré d'ouverture dé- terminé, de sorte que des situations de détresse, qui peu- vent se produire en cas d'utilisation du moteur dans un véhicule automobile, pourront être maîtrisées et le véhicu- le pourra être conduit à un atelier. En présence d'un si- gnal de secours la butée 24 peut être retirée de la voie de mouvement du levier de manoeuvre 16. Cette opération peut réduire l'intervalle de basculement libre 28 qui est prévu pour le régime de ralenti en cas de départ, etc. Le ressort de fermeture 6 et le ressort de rappel 23 peuvent être réalisés de façon redondante pour satis- faire aux règlements de sécurité. La force de chacun de ces ressorts 6, 23 est supérieure a celle du ressort 13 quant à sa fonction de fermeture. L'organe de commande peut égale- ment être actionné par voie hydraulique ou électrique. 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 de ferme- ture, d'un équipement mécanique relié à une pédale d'accé- lérateur et au moyen duquel la position d'ouverture maxi- male du papillon des gaz peut être préétablie quantitative- ment, ainsi que d'un équipement de commande et/ou régula- teur destiné a traiter des signaux de potentiomètres à va- leur nominale et à valeur effective pour délivrer les si- gnaux de commande électriques au moteur électrique, carac- térisé en ce que le moteur électrique (10) agit sur le papillon des gaz (2) par l'intermédiaire d'un levier à engrenage (8) relié, de façon élastique dans les deux sens de rotation, à un levier de papillon (5), et en ce que l'ecquipement mécanique agit de telle manière sur un levier intermédiaire relié au levier de papillon (5) que le levier de papillon (5) et donc également le papillon des gaz (2) 2C puissent être sollicités par un ressort de fermeture (23). 2 - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipement mécanique agit en outre de telle manière sur le levier intermédiaire (21) que le levier de papillon (5) et donc également le papillon des gaz (2) puissent être sollicités, dans le sens d'ouverture, avec la force appliquée à la pédale d'accélérateur. 3 - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipement mécanique présente, par rapport à une saillie (18) formant butée du levier intermédiaire (21), avec une languette (17) formant butée d'un levier de manoeuvre (16) un premier intervalle de bas- culement libre préétabli (28), avant que le ressort de fer- meture ne commence à être charge. 4 - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'équipement mécanique présente, par rapport a une seconde saillie (19) formant butée du levier intermédiaire (21), avec la languette (17) formant butée du levier de manoeuvre (16) un second intervalle de basculement libre, avant que la pédale d'accélérateur ne commence à être chargee. - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le levier de manoeuvre (16) est réglé, par une butée (24) reliée de manière fixe au carter, dans sa position décharge de la force applique à la pedale d'accélérateur. 6 - Dispositif de manoeuvre selon la revendication , caractérise en ce que la butée (24) reliée de manière fixe au carter sort de la voie de mouvement du levier de manoeuvre (16) en réponse à un signal de détresse. 7 - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 6, caractérise en ce que la butée (24) peut être maintenue par un organe de commande dans une position o il existe le premier intervalle de basculement libre (28). 8 - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'actionneur peut maintenir la bu- tée (24) dans au moins deux positions. 9 - Dispositif de manoeuvre selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérise en ce que l'organe de commande peut être actionné par voie pneumatique, hydrau- lique ou électrique.