Brevet FR2639680A1 — publié le 19900601

DISPOSITIF POUR LA COMMANDE A BOUCLE FERMEE DE LA VITESSE DE RALENTI D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention se rapporte à un dispositif pour La commande à boucle fermée de la vitesse de ralenti d'un moteur à combustion interne auquel de l'air est alimenté, en mode de fonctionnement, par l'intermédiaire d'un conduit muni d'une soupape d'étranglement. Le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: une électrovanne pour régler la quantité d'air alimentant le moteur, installée dans un conduit de dérivation d'une soupape d'étranglement et munie d'une bobine excitatrice, un commutateur électronique en série avec la bobine, entre les deux pôles d'une alimentation de tension continue, un générateur de signal pour appliquer un signal d'onde rectangulaire avec un cycle d'utilisation variable à une entrée de commande pour commuter le commutateur, des moyens à capteurs pour fournir des signaux électriques indicatifs des conditions de fonctionnement du moteur, y compris la vitesse de rotation et la température du moteur, des moyens de contrôle pour contrôler le courant circulant dans la bobine de l'électrovanne, et une unité de commande électronique pour commander le cycle d'utilisation du signal émis par le générateur d'une manière prédéterminée en fonction des signaux fournis par les moyens à capteurs et par les moyens de contrôle, l'unité étant installée pour calculer de façon cyclique, d'une manière prédéterminée et en fonction des valeurs supposées par les paramètres contrôlés par les moyens à capteurs, une valeur nominale du cycle d'utilisation du signal appliqué au commutateur électronique, la valeur nominale étant 2639C50 prédéterminée en ce qui concerne des valeurs préfixées de la température à l'electrovanne et de la tension délivree par l'alimentation, et corriger ensuite la valeur nominale du cycle d'utilisation en fonction de la différence entre l'intensité détectée du courant circulant dans la bobine de l'électrovanne et l'intensité nominale du courant qui correspond à la valeur nominale du cycle d'utilisation. Des caractéristiques et avantages supplémentaires de la présente invention deviendront clairs à partir de la description détaillée qui suit avec référence aux dessins annexes, fournis à titre d'exemple non limitatif, dans lesquels: la figure 1 est un schéma d'un dispositif de commande selon l'invention, la figure 2 est un schéma électrique détaillé qui montre la structure d'un circuit de traitement inclus dans le dispositif de la figure 1, la figure 3 est une série de quatre graphes qui montrent les tracés de quatre signaux générés dans le dispositif de la figure 1 en mode de fonctionnement, en tant que fonctions du temps montré en abscisse, et la figure 4 est un schéma montrant le type de commande à boucle fermée exécutee par le dispositif selon l'invention. En se référant à la figure 1, un conduit d'aspiration d'air d'un moteur à combustion interne avec allumage par étincelle (non illustré) est indiqué par A. L'air provenant d'un filtre passe à travers ce conduit vers le moteur, dans le sens des flèches montrées. Le conduit A est muni d'une vanne-papiLlon, indiquée par B. Deux conduits de dérivation, entre les zones en amont et en aval de la vanne-papillon B, sont indiqués par C et D. De manière connue, une vis de réglage S est située dans Le conduit de dérivation C. La circulation d'air à travers le conduit de derivation D est commandée par une éLectrovanne, indiquée par E de façon générale, qui comDorte une bobine d'excitation, indiquée par W. Un transistor de type npn est indiqué par I et son circuit collecteurémetteur est installé en série avec la bobine W, entre les deux p8Les d'une alimentation de tension continue V. Une diode 2 est connectée de la manière illustrée, en parallèle avec la bobine W. Une résistance 3 est connectée en série avec le circuit collecteur-émetteur du transistor 1, et en particulier entre l'émetteur du transistor et la masse. En mode de fonctionnement, lorsque le transistor 1 est rendu conducteur, un courant circule dans la bobine W et dans la résistance 3. Dans cette situation, la chute de potentiel dans la résistance est proportionnelle au courant qui circule à travers la bobine. Cette différence de potentiel est apDliquée en tant que signal d'entrée à un circuit de traitement, indiqué par 4 de façon générale dans la figure I et montré de façon plus détaillée dans la figure 2. Le signal analogique sorti par le circuit de traitement 4, est converti en signaux numériques correspondants par un convertisseur analogiquenumérique 5. Les signaux numériques sont transmis à une unité de commande électronique 6 réalisée, par exemple, avec l'utilisation d'un microprocesseur. Des capteurs 7-N sont connectés à l'unité de commande 6 et lui fournissent des signaux électriques indicatifs de paramètres de fonctionnement du moteur, y compris la vitesse de rotation du moteur, la température du moteur, etc... L'unité 6 commande le fonctionnement d'un générateur de signal 8 qui, à son tour, applique à la base du transistor 1 un signal de commutation qui a un tracé d'onde rectangulaire, avec un cycle d'utilisation qui est commandé par l'unite 6. Comme le montre la figure 2, le circuit de traitement 4 comporte un integrateur passif 9 réalisé, de manière connue, avec une résistance 10 et un condensateur 11. La sortie de l'intégrateur est connectée à l'entrée d'un étage amplificateur 12 qui, dans l'exemple illustré, est réalisé avec l'utilisation d'un amplificateur opérationnel 13. L'étage amplificateur 12 est connecté à l'entrée d'un étage 14 d'expansion de volume, aussi de type connu, réalisé, dans l'exemple illustré, avec l'utilisation de deux transistors 15 et 16. La sortie du dispositif 14 d'expansion de volume est connectée à l'entrée du convertisseur analogique-numérique 5. La fonction du circuit d'expansion de volume est de permettre d'exécuter la résolution la plus grande possible dans la conversion effectuée par le convertisseur 5. En fait, si l'amplificateur opérationnel 13 sort une tension maximale d'approximativement 3,5 V (lorsqu'il est alimenté avec une tension d'alimentation de 5 V), le circuit 14 fait varier le signal entre 0 et la tension de référence du convertisseur 5 et par conséquent, par exemple, la fait varier de 0 à 5 V, permettant ainsi d'exécuter une résolution la plus grande possible. La figure 3 montre des exemples de tracés des signaux suivants: V: tension appliquée par le circuit 8 à la base c du transistor 1: ceci est un signal d'onde rectangulaire dont le cycle d'utilisation, comme énoncé ci-dessus, est commandé par l'unité 6; I: intensité du courant qui circule de façon w correspondante dans la bobine d'excitation W de l'électrovanne E; 2639L80 V: chute de tension dans la résistance 3; le R tracé de cette tension correspond sensiblement à celui de I lorsque le signal V est à l'état haut, mais suppose w c une valeur nulle lorsque le transistor 1 est à l'état bloqué (dans ce cas, le courant I circule dans la boucle w formée par la bobine W et la diode 2 de retour associée); V: tension sortie par l'intégrateur 9: le tracé s de ce signal correspond sensiblement au tracé du courant I. w En mode de fonctionnement, l'unité 6 fixe une certaine valeur pour le cycle d'utilisation du signal généré par le circuit 8 et appliqué à la base du transistor 1, sur la base de l'information provenant des capteurs 7-N et du convertisseur analogique-numérique 5. En fait, en modulant le cycle d'utilisation du signal fourni par le circuit générateur 8, l'unité 6 cause une variation correspondante dans la valeur moyenne du courant circulant dans la bobine W de l'électrovanne E et par conséquent dans la circulation d'air admis à travers le conduit de dérivation D. Cependant, le courant circulant dans la bobine W n'est pas seulement une fonction du cycle d'utilisation du signal sorti par le circuit générateur 8. En fait, pour un cycle d'utilisation donné, le courant dans W peut varier en conséquence de la variation de la tension d'alimentation V et/ou en conséquence de variation de température, qui peut causer une variation de la résistance de W. Pour cette raison, l'unité 6 est installée pour calculer de façon cyclique, d'une manière prédéterminée, en fonction des valeurs supposées par les paramètres contrôlés par les capteurs 7-N, une valeur nominale du cycle d'utilisation du signal appliqué à la base du transistor 1, bloc 5C dans la figure 4. Cette valeur nominale est prédéterminée en ce qui concerne des valeurs préfixées de la température de l'électrovanne E, en 2639CS0 particulier de sa bobine W, et de la tension délivrée par l'alimentation V. Ces valeurs préfixées peuvent, par exemple, être de 400C pour la température de la bobine W et de 14 V pour la tension délivrée par l'alimentation V. Une valeur bien précise du courant I dans la w bobine W, c'est-à-dire une intensité nominale bien définie, correspond à la valeur nominale du cycle d'utilisation du signal V, dans les conditions de c référence de la température et de la tension d'alimentation. Lorsque la température de W et la tension de V varient, le courant réel circulant dans W diffère de l'intensité nominale. Par conséquent, pour chaque cycle, l'unité 6 "lit", c'est-a-dire acquiert, la valeur de la chute de tension dans la résistance 3, qui est indicative de l'intensité du courant effectif ou réel dans W (bloc 52 de la figure 4). En effet, comme énoncé ci-dessus, l'unité 6 acquiert la valeur du signal V à la sortie du R circuit intégrateur 9 de l'unité de traitement 4. Le signal V ainsi acquis est comparé (bloc 53) R avec une valeur nominale V (bloc 54) qui est généree Rnom de la manière qui va être décrite cidessous. Sur la base de la différence entre ces valeurs, l'unité 6 calcule un facteur de correction pour le cycle d'utilisation (bloc ) avec un signe convenable positif ou négatif, et ceci est ajouté algébriquement (bloc 56) à la valeur nominale évaluée sur la base des valeurs détectées des paramètres contrôlés. Le cycle d'utilisation effectif (bloc 57) à fixer pour le signal sorti par le circuit générateur 8 sur la base du transistor 1 est ainsi défini. La définition de la valeur nominale de la tension V prend place de la manière suivante. Une table de Rnom valeurs de V disposée, par exemple, en lignes et Rnom colonnes est stockée dans des circuits de mémoire de l'unité 6. Les colonnes peuvent être adressées sur la base de plages de valeurs du cycle d'utilisation nominal calculé sur la base des signaux fournis par les capteurs 263-Si0 7-N. Les ligres peuvent être adressees, cependant, sur la base de plages de valeurs du cycle d'utilisation effectif, c'est-à-dire, du cycle d'utilisation obtenu après la correction effectuée dans le bloc 56. L'unité 6 peut ainsi déterminer la valeur correcte du cycle d'utilisation dans une situation quelconque, même avec des variations dans la tension d'alimentation V et/ou la température de la bobine W. L'unité 6 est installée de façon pratique pour fournir au convertisseur analogiquenumérique 5 une impulsion d'ordre de conversion sensiblement au moment o le transistor passe à l'état bloqué, c'est-à-dire, avec référence à la figure 3, chaque fois que le signal V est c commuté du niveau "haut" au niveau "bas". La valeur échantillonnée du signal V correspond donc sensiblement s au maximum atteint. 263935O REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la commande à boucle fermée de la vitesse de ralenti d'un moteur à combustion interne auquel de l'air est alimenté, en mode de fonctionnement, par l'intermédiaire d'un conduit (A) muni d'une soupape d'étranglement (B), caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison une électrova'nne (E) pour régler la quantité d'air alimentant le moteur, installée dans un conduit de dérivation (D) d'une soupape d'étranglement (B) et munie d'une bobine excitatrice (W), un commutateur électronique (1) en série avec la bobine (W), entre les deux pôles d'une alimentation de tension continue (V), un générateur de signal (8) pour appliquer un signal d'onde rectangulaire (V) avec un cycle c d'utilisation variable à une entrée de commande pour commuter le commutateur (1), des moyens à capteurs (7-N) pour fournir des signaux électriques indicatifs des conditions de fonctionnement du moteur, y compris la vitesse de rotation et la température du moteur, des moyens de contrôle (3) pour contrôler le courant circulant dans la bobine (W) de l'électrovanne (E), et une unité de commande électronique (6) pour commander le cycle d'utilisation du signal (V) émis par c le générateur (8) d'une manière prédéterminée en fonction des signaux fournis par les moyens à capteurs (7-N) et par les moyens de contrôle (3); l'unité (6) etant installée pour calculer (figure 4; 50, 51) de façon cyclique, d'une manière prédéterminée et en fonction des valeurs supposées par les parametres contrôlés par les moyens à capteurs (7-N), une valeur nominale (51) du cycle d'utilisation du signal (V) appliqué au commutateur c électronique (1), la valeur nominale étant prédéterminée en ce qui concerne des valeurs préfixées de la température à l'électrovanne (E) et de la tension délivrée par l'alimentation (V), et corriger ensuite la valeur nominale du cycle d'utilisation en fonction de la différence entre l'intensité détectée du courant circulant dans la bobine de l'électrovanne (E) et l'intensité nominale du courant qui correspond à la valeur nominale du cycle d'utilisation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de contrôLe (3, 4) sont installés pour fournir un signal de tension (V) qui est proportionnel s au courant réel circulant dans l'électrovanne (E), et en ce que l'unité (6) est installée pour - acquérir la valeur de la tension (V) fournie par les R moyens de contrôle (3, 4), - générer une valeur nominale de la tension (V) en Rnom fonction de la valeur nominale calculée du cycle d'utilisation, - générer un facteur de correction pour le cycle d'utilisation (ACU), dont le signe et l'amplitude dépendent de la différence entre la valeur nominale de la tension (V) générée et la valeur de la tension (V) Rnom R acquise, et - appliquer au générateur (8) des signaux indicatifs du cycle d'utilisation effectif (bloc 57) qui correspond à la valeur obtenue par l'addition du facteur de correction à la valeur nominale du cycle d'utilisation (bloc 56). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité électronique (6) est installée pour générer la valeur nominale de la tension (V) pour Rnom chaque cycle, selon une fonction prédéterminée de la valeur nominale calculée du cycle d'utilisation et de la valeur effective du cycle d'utilisation fixée pour le générateur de signal (8). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précedentes, dans lequel les moyens de contrôle comprennent une résistance (3) installée en série avec le commutateur (1), caracterisé en ce que entre la résistance (3) et l'unité de commande électronique (6) sont interposés un intégrateur (9 à 11) dont l'entrée est connectée à la résistance (3), un amplificateur (12) connecté à la sortie de l'intégrateur (9 à 11), et un convertisseur analogique-numérique (5) connecté à la sortie de l'amplificateur (12). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que un circuit (14) d'expansion de volume est interpose entre l'amplificateur (12) et le convertisseur analogique-numérique (5). 6. Dispositif selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le convertisseur analogique-numérique (5) est piloté par l'unité de commande électronique (6) qui est installée pour fournir au convertisseur (5) une impulsion d'ordre de conversion sensiblement en correspondance avec chaque coupure du courant par l'intermédiaire du commutateur (1).