Brevet FR2684795A1 — publié le 19930611

Système de commande d'un utilisateur inductif ". La présente invention concerne un système de commande d'un utilisateur inductif notamment des uti- lisateurs servant à commander un moteur à combustion interne, l'utilisateur inductif étant relié à une source de tension par l'intermédiaire d'un moyen de commutation, lui-même commandé par un moyen de comman- de, en cadence, pendant une durée de branchement pré- déterminée, des moyens étant prévus pour détecter l'intensité du courant alimentant l'utilisateur in- ductif. Un tel système de commande d'un utilisateur inductif est connu selon le document DE-OS 28 05 876. Le système décrit dans ce document sert à influencer la puissance fournie par des véhicules automobiles. C'est ainsi que sur les moteurs thermiques diesel, on monte des utilisateurs inductifs qui positionnent la tige de de réglage ou des composants correspondants. On peut également envisager des utilisateurs inductifs pour positionner le papillon ou volet d'étranglement de moteurs thermiques à allumage commandé. Dans de tels systèmes, un utilisateur induc- tif est relié par un moyen de commutation à une sour- ce de tension Un moyen de commande assure la commande du moyen de commutation de façon cadencée selon une durée de branchement prédéterminée. Pour permettre un réglage précis de la puis- sance fournie par des moteurs thermiques, il faut ré- gler sur une position prédéterminée de façon très pré- cise, le papillon d'étranglement ou la tige de régla- ge Pour cela, il faut déterminer de manière très pré- cise le courant efficace alimentant l'utilisateur. La présente invention a pour but dans le cas d'un système de commande d'un utilisateur inductif correspondant au type défini ci-dessus, d'assurer une détection aussi précise et simple que possible du cou- rant traversant l'utilisateur. A cet effet l'invention concerne un disposi- tif caractérisé en ce que pour détecter une intensité efficace, on exploite une première intensité prise peu après le branchement et une seconde intensité qui pré- cède directement la coupure. Cette combinaison de caractéristiques donne un système simple et précis dans son fonctionnement pour détecter le courant efficace alimentant l'utili- sateur inductif. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, pour calculer l'intensité efficace, on forme une valeur moyenne à partir de la première et de la deuxième intensités. Suivant une autre caractéristique, on corri- ge cette valeur en fonction d'au moins l'une des gran- deurs suivantes: durée de branchement, amplitude de la tension d'alimentation, température de l'eau de re- froidissement. Suivant une autre caractéristique, on appli- que cette intensité, comme valeur réelle à un moyen de réglage. Suivant une autre caractéristique, le moyen de réglage commande le moyen de commutation en fonc- tion de la comparaison de cette valeur réelle et d'une valeur de consigne. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un mode de réalisation représenté aux des- sins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma-bloc simplifié du système de l'invention. la figure 2 est une représentation détail- lée de la détection du courant. la figure 3 montre le chronogramme du cou- rant alimentant l'utilisateur inductif. Description de l'exemple de réalisation Le système selon l'invention sera décrit ci- après dans son application à un dispositif de posi- tionnement d'un organe de réglage dans le domaine du dosage du carburant d'un moteur thermique diesel De tels organes de réglage servent par exemple pour ré- gler la quantité de carburant injectée ou l'instant du début de l'injection Avec des variantes, on peut ap- pliquer le système selon l'invention également en po- sitionnement d'un papillon d'étranglement d'un moteur thermique à allumage commandé. La figure 1 montre schématiquement les élé- ments principaux du système de l'invention Un utili- sateur inductif 10 également appelé bobine, est relié par un moyen de commutation 20 et par un moyen de me- sure 40 à la masse 35 ainsi qu'au pôle positif 30 de la tension d'alimentation L'utilisateur inductif 10 sert à déplacer un organe de réglage mobile 5. Le moyen de mesure 40 est relié à une in- stallation de mesure 45 par l'intermédiaire des lignes 41 et 42 Les moyens de détection de courant 45 et 40 fournissent un signal à un moyen de commande 60, qui sollicite à son tour le moyen de commutation 20 par un signal de commande Différents capteurs 50 sont reliés à la fois au moyen de commande 60 et à l'installation de mesure 45. Les branchements 30 et 35 par lesquels la bobine est reliée à la masse ou au pôle positif de la tension d'alimentation peuvent être également inver- sés Usuellement, on dispose de la tension d'alimenta- tion fournie par la batterie Dans le cas présent, la tension d'alimentation est la tension de la batterie. Mais, il est également possible de choisir une tension d'alimentation stabilisée. Cette installation fonctionne comme suit le moyen de commande 60 commande le moyen de commuta- tion 20 de façon cadencée pour une durée de fermeture D prédéterminée Selon cette commande, le moyen de commutation relie la bobine à la masse, ce qui entraî- ne un passage de courant correspondant à travers le montage en série formé de la bobine 10, du moyen de commutation 20 et du moyen de mesure 40. En fonction du courant la bobine, l'organe de réglage 50 prend une certaine position Cet organe de réglage et la tige de réglage d'un moteur thermique diesel et le courant qui traverse la bobine permettent d'agir sur la quantité de carburant à injecter Lors- que l'organe de réglage est celui défini pour le début de l'injection dans un moteur thermique diesel, on peut influencer le début de l'injection à l'aide du courant traversant la bobine La position de l'organe de réglage dépend de la valeur effective du courant traversant la bobine 10. Comme moyen de commutation, on utilise de préférence des composants semi-conducteurs mais il est également possible d'utiliser les commutateurs mécani- ques comme par exemple un relais Le moyen de mesure est de préférence une résistance ohmique sur la- quelle s'établit une chute de tension proportionnelle à l'intensité du courant traversant cette résistance. Cette chute de tension est détectée par l'installation de mesure 45 à l'aide des deux lignes 41 et 42. Partant de cette chute de tension sur la ré- sistance 40, l'installation de mesure 45 calcule le courant efficace traversant la résistance 40 et ainsi la bobine 10 Pour calculer le courant efficace tra- versant la bobine, l'installation de mesure de courant exploite les grandeurs détectées par les capteurs 50 pour l'état de fonctionnement du moteur thermique. De façon particulièrement avantageuse, le capteur 50 détecte une valeur de température ou l'am- plitude de la tension d'alimentation Pour détecter ces signaux, on utilise de préférence non pas de nou- veaux capteurs, mais les signaux nécessaires au moyen de commande pour déterminer par exemple la quantité de carburant à injecter. Le moyen de commande compare alors la valeur de l'intensité ainsi obtenue du courant efficace à une valeur de consigne prédéterminée En fonction de la comparaison, le moyen de commande modifie alors la du- rée de branchement D ou le rapport de cadence (ou rap- port de travail) pour commander le moyen de commuta- tion 20 Pour déterminer la valeur de consigne, le moyen de commande 60 exploite les signaux fournis par les capteurs 50. Le calcul de la valeur efficace du courant et la formation du signal de commande seront décrits de manière plus détaillée à l'aide de la figure 2. Dans un premier bloc 200, l'installation de mesure 45 détecte deux valeurs d'intensité Selon l'invention, on détecte une première valeur d'intensité IE qui suit de peu la mise en marche et une seconde valeur d'in- tensité IA directement avant la coupure du courant. Lors du branchement, le commutateur 20 est mis dans une position pour laquelle le courant traver- se la bobine 10 En coupant, le moyen de commutation est conduit dans la position pour laquelle aucun pas- sage de courant n'est plus possible De manière préfé- rentielle, on détecte la première valeur de l'intensi- té IE, environ 80 microsecondes après la fermeture du contact On détecte la seconde valeur de l'intensité IA directement avant de commander le commutateur. Le bloc 210 calcule alors la valeur réelle efficace de l'intensité Pour cela, on forme tout d'a- bord la valeur moyenne de la première intensité IE et de la seconde intensité IA Puis, on multiplie cette valeur moyenne avec un coefficient de correction K Ce coefficient de correction dépend principalement de la température de la bobine, de la durée de branchement D du commutateur et de la tension aux bornes de la bobi- ne Pour faire l'économie d'un capteur de température fournissant la température de la bobine, on utilise non pas la température de la bobine mais celle de l'eau de refroidissement du moteur à combustion inter- ne. C'est pourquoi, on détecte dans le bloc 230, la température de l'eau de refroidissement et la ten- sion de la batterie Dans le bloc 220, l'installation détermine le coefficient de correction K dans un ou deux champs de caractéristiques en fonction de la tem- pérature de l'eau de refroidissement, la tension de la batterie et du temps de mise en oeuvre D Le signal relatif à la durée de commande est appliqué à cet ef- fet de la sortie de signal du bloc 270 vers le bloc 220. Le calcul de l'intensité efficace Ireelle est obtenu par la formule suivante: ireelle = K * (IA+IE)/2 Le point de comparaison 240 compare l'inten- sité efficace Ireelle à la valeur de consigne de l'in- tensité Icons prédéterminée par le bloc 250 pour le courant destiné à la bobine Le moyen de commande 60 détermine la valeur de consigne du courant Icons de préférence en fonction au moins de la vitesse de rota- tion N et de la quantité souhaitée de carburant OK ou de la position souhaitée de la tige de réglage 5 La quantité souhaitée de carburant intégre de nombreuses grandeurs qui ne sont pas toutes explicitées ici Pour cela, on détecte dans le bloc 260, la vitesse de rota- tion et la quantité de carburant souhaitées Dans un ou plusieurs champs de caractéristiques, on calcule alors dans le bloc 250, la valeur de consigne de l'in- tensité Icons, Dans le cas de moteurs thermiques à essence, on ne détermine pas une position souhaitée pour la tige de réglage mais une position souhaitée pour le papillon d'étranglement. Selon une variante avantageuse de l'inven- tion, on a un régulateur de position qui compare la position de la tige de réglage à une valeur prédéter- minée et fournit la valeur de consigne de l'intensité en fonction de cette comparaison Ce régulateur de po- sition remplace les blocs 250 et 260. Le résultat de la comparaison fourni par le bloc de comparaison 240 est appliqué à un moyen de ré- gulation 270. Ce moyen de régulation 270 détermine une nouvelle durée de fonctionnement D en fonction de cet- te comparaison Par cette durée de fonctionnement ou de branchement D, on commande le moyen de commutation Lorsque la valeur réelle est inférieure à la va- leur de consigne, on prolonge d'autant la durée de branchement D Si la valeur réelle est supérieure à la valeur de consigne, on raccourcit d'autant la durée de branchement D. La figure 3 représente la courbe de l'inten- sité I du courant traversant la bobine en fonction du temps t Le commutateur 20 est fermé à l'instant Tl. Cela signifie le passage du courant Il en résulte une croissance du courant selon une fonction prédétermi- née, notamment selon une fonction exponentielle Le commutateur est de nouveau ouvert à l'instant T 2, ce qui coupe le passage du courant Il en résulte que le courant traversant la bobine, suivant une fonction prédéterminée notamment une fonction exponentielle, cesse. A un instant DT après l'instant Tl, on dé- tecte la première intensité IE Immédiatement avant l'émission du signal d'arrêt ou de coupure du courant, on détecte la seconde intensité IA Les instants Tl, T 2 ainsi que les intensités correspondantes IE, IA sont également indiqués à la figure 3. Etant donné le montage particulier de la ré- sistance de mesure 40, on ne peut détecter la chute de l'intensité après la coupure du courant Le système selon l'invention permet de déterminer de manière par- ticulièrement simple le courant efficace. REVENDICATIONS 1) Système de commande d'un utilisateur inductif notamment des utilisateurs servant à comman- der un moteur à combustion interne, l'utilisateur in- ductif ( 10) étant relié à une source de tension ( 30, ) par l'intermédiaire d'un moyen de commutation ( 20), lui-même commandé par un moyen de commande ( 60), en cadence pendant une durée de branchement prédéter- minée (D), des moyens ( 40, 45) étant prévus pour dé- tecter l'intensité (Ireelle) du courant alimentant l'utilisateur inductif, système caractérisé'en ce que pour détecter une intensité efficace, on exploite une première intensité (IE) prise peu après le branchement et une seconde intensité (IA) qui précède directement la coupure. ) Système selon la revendication 1, carac- térisé en ce que pour calculer l'intensité efficace, on forme une valeur moyenne à partir de la première et la deuxième intensités (E, IA). 3) Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on corrige cette va- leur en fonction d'au moins l'une des grandeurs sui- vantes: durée de branchement (D), amplitude de la tension d'alimentation (Ubat), température de l'eau de refroidissement (T). 4) Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on applique cette intensité, comme valeur réelle à un moyen de réglage ( 270). 5) Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de régla- ge ( 270) commande le moyen de commutation ( 20) en fonction de la comparaison de cette valeur réelle et d'une valeur de consigne.