Brevet FR2708045A1 — publié le 19950127

Système d'alimentation en gaz comburant d'un moteur à combustion interne de véhicule La présente invention concerne un système d'alimentation en gaz comburant d'un moteur à combusion interne de véhicule comprenant un papillon d'admission monté mobile en déplacement dans une tubulure d'admission sous l'action d'un organe de commande mécanique et d'un moteur de régulation de déplacement. Dans le cas d'un moteur à essence, la vitesse du moteur est notamment déterminée à partir de la pédale d'accélération, qui agit sur le papillon d'admission. Pour fonctionner dans des conditions optimales, afin de ne pas caler ou de ne pas polluer exagérément, le moteur doit être alimenté par un mélange d'air et d'essence au débit voulu et restant dans des proportions bien définies. Or, au ralenti, la mise en route d'un appareil électrique, comme un climatiseur, charge brutalement le moteur, qui risque de caler. Pour y remédier, il est connu de prévoir un circuit supplémentaire d'arrivée d'air. Un calculateur de contrôle de la vitesse du moteur commande, par un moteur pas à pas, un pointeau de réglage du circuit supplémentaire et évite le calage par l'arrivée d'air correspondante. Par ailleurs, en cas d'enfoncement brusque de la pédale d'accélération, le moteur ne peut pas fonctionner dans des conditions optimales. On connaît déjà un système du type mentionné ci-dessus, dans lequel la commande du positionnement, par rapport à l'extrémité du câble d'accélération reliée au papillon, d'une butée s'effectue par un moteur électrique pas à pas. Cela permet au calculateur de contrôle de la vitesse du moteur de simuler une traction du câble par la pédale d'accélération et ainsi d'éviter un calage du moteur. 2 2708045 Cependant, la rupture du câble, fonctionnellement en série avec le moteur de régulation, interrompt toute commande du papillon. La présente invention vise à résoudre ce problème. A cet effet, le système d'alimentation de l'invention est caractérisé par le fait que le papillon est solidaire en déplacement de l'arbre du moteur et le moteur est solidaire en déplacement de l'organe de commande. Ainsi, le papillon est commandé de façon mixte, mécanique et électrique, chaque commande pouvant appliquer au papillon un déplacement d'amplitude indépendante de celle du déplacement dû à l'autre commande. Ces deux déplacements peuvent s'additionner, pour obtenir un déplacement total maximal, ou bien se soustraire, pour compenser une commande mécanique trop brusque ou même un défaut dans l'une des commandes. Finalement, l'invention substitue, à une double commande fonctionnelle série, une double commande parallèle. Avantageusement, un microprocesseur est agencé pour mesurer le déplacement du moteur de régulation par rapport à une position de repos et pour commander la rotation de l'arbre de ce dernier en fonction dudit déplacement et est agencé pour, en réponse à un déplacement de l'organe de commande, limiter la vitesse de déplacement de l'arbre et commander, si tel est le cas, un déplacement complémentaire et progressif de ce dernier. Ainsi, tout déplacement de l'organe de commande qui ferait sortir le moteur de sa plage optimale de fonctionnement est compensé par l'action du moteur de régulation et une commande mécanique d'accélération excessive est transmise au moteur de régulation sous une forme intégrée, c'est-à-dire étalée dans le temps. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du système d'alimentation de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel: 3 2708045 - la figure 1 est une vue éclatée en perspective du dispositif de l'invention, - la figure 2 est un diagramme fonctionnel en expliquant le fonctionnement et - la figure 3 illustre la loi de régulation de la déviation angulaire du papillon. Le système d'alimentation représenté sur la figure 1 est ici monté sur le moteur à combustion interne d'une voiture et comporte un papillon 1 monté mobile, ici en rotation, dans une tubulure 2 d'admission d'air d'un carburateur non représenté. Le papillon 1 est solidaire, en rotation selon un axe 3, de l'arbre 4 d'un moteur 5, pas à pas dans cet exemple, logé dans un boîtier 6 avec un microprocesseur 7 qui le commande et avec un capteur de déplacement angulaire 8. L'arbre 4 est respectivement porté à ses deux extrémités par deux paliers non I5 représentés solidaires de la tubulure 2 et porte le boîtier 6 en le laissant libre de tourner autour de l'arbre 4. Le capteur de déplacement 8 détermine cycliquement la position angulaire du boîtier 6 par rapport à la tubulure 2 et transmet un signal correspondant au microprocesseur 7. Un câble 11 relie une pédale d'accélération 10 à une extrémité d'une biellette 12 dont l'autre extrémité comporte une calotte sphérique creuse 13 ajustée sur un téton sphérique 14, excentrique par rapport à l'axe 3, du boîtier 6. A l'arbre 4 du moteur pas à pas 5 est fixé un index radial 15 se déplaçant entre deux butées 16-17 du boîtier 6 et limitant ainsi la plage P (figure 3) de rotation angulaire de l'arbre 4 par rapport au boîtier 6. Le fonctionnement du système d'alimentation de l'invention va maintenant être décrit. Comme le montre le diagramme de la figure 2, la pédale d'accélération 10 entraîne directement en rotation le boîtier 6. La rotation correspondante par rapport à la tubulure 2 est mesurée par le capteur 8 et la suite de signaux de 4 2708045 mesure correspondants permet au microprocesseur 7 de déterminer l'amplitude et la vitesse de cette rotation. Le microprocesseur 7 comporte en mémoire une valeur de seuil correspondant à une valeur maximale admissible DO (figure 3) de variation angulaire de la position du papillon 1 en un laps de temps TO donné, une fraction de seconde, valeur qu'il compare cycliquement à l'angle de rotation mesuré du boîtier 6. Le microprocesseur 7 commande alors le moteur pas à pas 5 si la variation angulaire dépasse la valeur de seuil DO en un temps inférieur à la durée TO, c'est-à-dire a une amplitude significative et une vitesse excessive. Comme le montre la figure 3, dont la courbe 20 représente la déviation angulaire D du boîtier 6 en fonction du temps t, avec une origine des angles arbitrairement fixée à zéro pour une position initiale de repos, la position angulaire 21 du papillon 1 est confondue avec la courbe 20 tant que la déviation angulaire 20 du boîtier 6 est inférieure au seuil DO. Après le début de la variation de l'angle D pour la courbe 20, ce seuil est ici dépassé après une durée inférieure à la durée TO, si bien que le microprocesseur 7 commande ensuite le moteur pas à pas 5 pour faire tourner son arbre 4 en sens inverse de celui du boîtier 6 (flèche F1), afin que la rotation du papillon 1 suive une courbe 22 présentant une pente moindre que celle de la courbe 20 dans sa partie variable, jusqu'à rejoindre plus tard la courbe 20. Les courbes 23 et 24, parallèles à la courbe 20 et ici à égale distance de celle-ci, délimitent la plage P de régulation du moteur 5, définie par les butées 16, 17. La courbe 22 est toujours dans cette plage P, quitte à en suivre temporairement un bord et à ne pas corriger de façon optimale la déviation du papillon 1 si la correction à apporter excède la moitié de cette plage P. Connaissant la position absolue du papillon 1 dans la tubulure 2 et l'intensité de la commande mécanique provenant de la pédale 10, on comprendra qu'il est possible de mémoriser, dans le mircroprocesseur 7, des tables de valeurs ou des algorithmes permettant d'adapter au mieux la vitesse de rotation du papillon 1. Entre autres, on peut prévoir de modifier la valeur du seuil angulaire DO, de la durée TO et de la pente de la courbe 22 en fonction de la position absolue initiale 2708045 du papillon 1 et, par exemple, permettre une rotation plus rapide lorsque le papillon 1 est déjà en position de semi-ouverture de la tubulure 2, donc avec un moteur de voiture tournant à allure soutenue et ainsi mieux apte à accélérer. Inversement, le capteur 8 de position angulaire absolue pourrait être remplacé par un détecteur de déplacement relatif, tel qu'un accéléromètre, à partir des mesures duquel le microprocesseur 7 déterminerait des rotations relatives. On comprendra que les éléments du système d'alimentation auraient pu avoir des déplacements autres que rotatifs. 6 2708045 REVENDICATIONS 1. Système d'alimentation en gaz comburant d'un moteur à combustion interne de véhicule comprenant un papillon d'admission (1) monté mobile en déplacement dans une tubulure d'admission (2) sous l'action d'un organe de commande mécanique (10-12) et d'un moteur (5) de régulation de déplacement, caractérisé par le fait que le papillon (1) est solidaire en déplacement de l'arbre (4) du moteur (5) et le moteur (5) est solidaire en déplacement de l'organe de commande (10-12). 2. Système d'alimentation selon la revendication 1, dans lequel un microprocesseur (7) est agencé pour mesurer le déplacement (20) du moteur de régulation (5) par rapport à une position de repos et pour commander la rotation de l'arbre (4) de ce dernier en fonction dudit déplacement (20). 3. Système d'alimentation selon la revendication 2, dans lequel le mircroprocesseur (7) est agencé pour, en réponse à un déplacement de l'organe de commande (10-12), limiter la vitesse de déplacement de l'arbre (4) et commander, si tel est le cas, un déplacement complémentaire et progressif de ce dernier. 4. Système d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel un index (15) de limitation de course, solidaire de l'arbre (4) du moteur de régulation (5), est agencé pour se déplacer entre deux butées (16-17) du boîtier (6) du moteur de régulation (5). 5. Système d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le moteur de régulation (5) est rotatif. 6. Système d'alimentation selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le moteur de régulation (5) est un moteur pas à pas.