Brevet FR2929333A3 — publié le 20091002

FR 2929333 A3 20091002 FR 0852032 A 20080328 DISPOSITIF DE COMMANDE PERMETTANT UN FONCTIONNEMENT INTÉGRÉ D'UN SYSTÈME ÉLECTRIQUE DE VÉHICULE ET DE SYSTÈMES D'INJECTION DE CARBURANT À SOLÉNOÏDE ÉLECTRIQUE ET D'ALLUMAGE DE MOTEUR La présente invention concerne un dispositif de commande permettant un fonctionnement intégré d'un système électrique de véhicule et de systèmes d'injection de carburant à solénoïde électrique et d'allumage de moteur, et, plus particulièrement, un dispositif électronique pour améliorer l'état d'allumage et de combustion du moteur sur un véhicule à moteur par le fonctionnement intégré du système électrique de véhicule et des systèmes d'injection de carburant et d'allumage, de telle sorte que le véhicule à moteur puisse avoir une pression d'explosion transitoire de moteur rehaussée et parvenir aux effets d'économie du carburant et de réduction des émissions de gaz d'échappement. L'agencement et la production de moteur courants pour des véhicules à moteur, tels que des voitures et des motocycles, ont atteint un stade tout à fait mature. Cependant, en raison de différentes conditions d'utilisation et de conduite, tous les moteurs de véhicule à moteur courants ne peuvent pas étendre de façon optimale la performance prévue de ceux-ci. Pour des véhicules courants équipés du système d'injection de carburant, le carburant est adressé par l'intermédiaire de la pompe à essence aux soupapes d'injection. Chacune des soupapes d'injection est commandée par un solénoïde électrique à petite échelle, qui est relié à la batterie par l'intermédiaire d'une unité de commande électronique (ECU) de véhicule pour une traction vers l'arrière du pointeau d'injecteur de carburant par des commandes apparentées, de telle sorte que le carburant est injecté à partir de la soupape. L'ECU du véhicule précitée amène la soupape à s'ouvrir pendant une période de temps qui varie avec différentes conditions de conduite. Par exemple, lorsque l'on appuie l'accélérateur du véhicule, l'ECU du véhicule coopèrera avec d'autres dispositifs électroniques apparentés pour ouvrir la soupape pendant une période de temps plus longue de façon à fournir suffisamment de carburant au moteur. Cependant, étant donné que le courant et la tension de sortie de la batterie, l'ECU, et le système d'injection de carburant sur chaque véhicule sont réglés à des valeurs prédéterminées dans l'usine du fabricant avant que le véhicule ne soit livré, le pointeau d'injecteur de carburant peut seulement être actionné avec les systèmes et unités préréglés. Simultanément, en prenant l'électrode centrale de la bougie d'allumage dans le système d'allumage du véhicule à moteur comme exemple, lorsque la tension d'alimentation est fournie de façon insuffisante à la bougie d'allumage, la tension transitoire et le courant transitoire produits par la bougie d'allumage ne seront pas suffisants pour une durée d'allumage étendue. Il en résulte qu'il n'est pas facile d'allumer le mélange carburant-air avec un rapport carburant-air faible et de fournir un carburant finement atomisé à l'injecteur de carburant. Cet état conduira indirectement à une combustion incomplète dans les cylindres du moteur. Lorsque le système électrique et les systèmes d'injection de carburant à solénoïde électrique et d'allumage de moteur du véhicule à moteur ne parviennent pas à coopérer étroitement l'un avec l'autre, des problèmes tels qu'un démarrage de moteur difficile, une puissance de moteur insuffisante, une performance d'accélération abaissée et des bougies d'allumage encrassees se produiront. Egalement, lorsque le carburant est alimenté alors que le système électrique et le système d'allumage du moteur du véhicule à moteur ne sont pas dans une condition appariée de façon optimale, des problèmes tels qu'une consommation en carburant élevée et l'accumulation excessive d'alimentation en carburant se produiront pour conduire à une nouvelle détérioration de la performance du véhicule à moteur, une force de torsion insuffisante, une force significativement abaissée par unité de temps et un vieillissement du véhicule. Le système électrique du véhicule et les systèmes d'injection de carburant à solénoïde et d'allumage de moteur non seulement ont des influences défavorables sur la performance du véhicule à moteur, mais encore augmentent l'émission de gaz d'échappement du véhicule pour conduire à un indice de pollution d'air élevé, rendant les véhicules à moteur l'une des plus grandes sources de pollution écologique environnementale. C'est donc un objectif principal de la présente invention que de proposer un dispositif de commande permettant un fonctionnement intégré d'un système électrique de véhicule et de systèmes d'injection de carburant à solénoïde électrique et d'allumage de moteur, de telle sorte qu'un véhicule à moteur puisse avoir une décharge de batterie améliorée de façon efficace par unité de temps, un rendement de combustion amélioré dans les cylindres du moteur, une consommation en carburant abaissée et des émissions d'échappement réduites. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de commande permettant un fonctionnement intégré du système électrique de véhicule et des systèmes d'injection de carburant à solénoïde électrique et d'allumage de moteur, de telle sorte qu'un véhicule à moteur puisse avoir une force de torsion et une force par unité de temps accrues pour permettre un démarrage de moteur plus rapide et plus souple ainsi qu'une performance d'accélération et une puissance de montée améliorées. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de commande permettant un fonctionnement intégré du système électrique de véhicule et de systèmes d'injection de carburant à solénoïde électrique et d'allumage de moteur, de telle sorte qu'un véhicule à moteur puisse avoir un système électrique actionné de façon stable et les problèmes de vitesse de rotation instable, de fonctionnement de glace à commande électrique avec à-coups et de performance de conditionnement d'air médiocre provoquées par le vieillissement du système électrique du véhicule peuvent être améliorés. Encore un autre objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de commande permettant un fonctionnement intégré de système électrique de véhicule et de systèmes d'injection de carburant à solénoïde électrique et d'allumage de moteur, de telle sorte qu'un appareil électronique périphérique disposé sur un véhicule à moteur puisse fonctionner de façon stable et avoir une aptitude améliorée à empêcher les interférences. Pour parvenir aux objectifs ci-dessus ainsi qu'à d'autres, le dispositif de commande permettant un fonctionnement intégré du système électrique de véhicule et de systèmes d'injection de carburant à solénoïde électrique et d'allumage de moteur selon la présente invention comprend au moins un circuit de temporisation pour commander un générateur d'impulsions afin qu'il génère un signal impulsionnel. Ensuite, le signal impulsionnel pour une opération de commutation est chargé dans une borne positive d'une alimentation en courant électrique sur un véhicule à moteur par un autre dispositif d'alimentation. Dans un mode de réalisation préféré, le générateur d'impulsions est un circuit intégré (CI). Dans un mode de réalisation opérationnel, le générateur d'impulsions génère une impulsion transitoire dans la plage de 8 KHz à 50 KHz. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif de commande comprend en outre une unité de distinction automatique pour régler le dispositif de commande afin qu'il démarre son fonctionnement et stoppe son fonctionnement à des tensions préréglées. Dans un mode de réalisation opérationnel, l'unité de distinction automatique comprend un circuit diviseur de tension, qui divise la tension de batterie du véhicule à moteur et applique la tension divisée à une borne négative d'une diode de référence. La diode de référence est sélectivement amenée à claquer en fonction de tensions préréglées. L'unité de distinction automatique comprend également un dispositif de commutation qui coopère avec un relais ayant un contact ouvert normal pour commander le point de savoir si ou non le signal impulsionnel est appliqué de la borne positive de l'alimentation en courant électrique du véhicule à moteur à la bougie d'allumage du moteur du véhicule à moteur et au pointeau d'injecteur de carburant. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif de commande est réglé pour commencer son fonctionnement lorsqu'un moteur de voiture a une tension supérieure à 12,4 V, et pour stopper son fonctionnement lorsque le moteur de véhicule a une tension inférieure à 12,2 V. Dans un autre mode de réalisation opérationnel, le dispositif de commande comprend en outre une protection 20 de connexion inverse. L'invention a donc pour objet un dispositif de commande permettant un fonctionnement intégré du système électrique du véhicule et des systèmes d'injection de carburant à solénoïde électrique et d'allumage de moteur, 25 comprenant un circuit de temporisation pour commander un générateur d'impulsions afin qu'il génère un signal impulsionnel ; l'impulsion générée par le générateur d'impulsions étant limitée puis déphasée et amplifiée ; et le signal impulsionnel pour l'opération de commutation 30 étant ensuite chargé dans une borne positive d'une alimentation en courant électrique sur un véhicule à moteur par un autre dispositif de puissance. Le générateur d'impulsions peut être un circuit intégré (CI). 35 Le générateur d'impulsions peut générer une impulsion transitoire dans la plage de 8 KHz à 50 KHz. Le générateur d'impulsions peut générer une impulsion transitoire dans la plage de 8 KHz à 50 KHz. Le dispositif de commande peut comprendre en outre une unité de distinction automatique pour régler le dispositif de commande fonctionnement et arrête son prédéterminées. L'unitéafin qu'il démarre son fonctionnement à des tensions automatique peut de distinction comprendre un circuit diviseur de tension pour diviser une tension de batterie du véhicule à moteur et appliquer la tension divisée à une borne négative d'une diode de référence, qui est amenée à claquer sélectivement en fonction des tensions préfixées, et un dispositif de commutateur qui coopère avec un relais ayant un contact ouvert normal pour commander le point de savoir si ou non le signal impulsionnel est appliqué de la borne positive de l'alimentation en courant électrique du véhicule à moteur à une bougie d'allumage d'un moteur et un pointeau d'injecteur de carburant du véhicule à moteur. La tension préfixée pour que le dispositif de commande démarre son fonctionnement peut être une tension de moteur de véhicule supérieure à 12,4 V, et la tension préfixée pour que le dispositif de commande arrête son fonctionnement peut être une tension de moteur de véhicule inférieure à 12,2 V. Le dispositif de commande peut comprendre en outre une protection de connexion inverse. La structure et les moyens techniques adoptés par la présente invention pour atteindre les objectifs ci- dessus ainsi que d'autres peuvent être mieux compris par référence à la description détaillée suivante des modes de réalisation préférés et des dessins annexés, sur lesquels : la Figure 1 est un diagramme de circuit préféré pour le 35 dispositif de commande permettant un fonctionnement intégré d'un système électrique de véhicule et de systèmes d'injection de carburant à solénoïde électrique et d'allumage de moteur selon la présente invention. Si l'on se réfère à la Figure 1, on peut voir un diagramme de circuit préféré pour un dispositif de commande permettant un fonctionnement intégré du système électrique de véhicule et des systèmes d'injection de carburant à solénoïde électrique et d'allumage de moteur selon la présente invention. Comme présenté, le dispositif de commande de la présente invention comprend un circuit de temporisation RC constitué de deux résistances 51, 52 et d'un condensateur 53 pour commander un générateur d'impulsions 60 afin qu'il génère un signal rectangulaire par l'intermédiaire de la troisième broche de celui-ci. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le générateur d'impulsions 60 est un circuit intégré (CI) pour générer, de préférence, une impulsion transitoire dans la plage de 8 KHz à 50 KHz. L'impulsion générée par le générateur d'impulsions 60 est limitée par une résistance 61, et le signal impulsionnel est ensuite déphasé et amplifié par une triode 62 et une résistance de coopération 10. Le signal impulsionnel pour l'opération de commutation est ensuite chargé dans une borne positive d'une alimentation en courant électrique de véhicule à moteur par une autre triode de puissance 16 et une résistance de coopération 14, comme représenté sur la Figure 1. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif de commande de la présente invention comprend en outre une unité de distinction automatique pour régler le dispositif de commande afin qu'il démarre automatiquement son fonctionnement lorsque le véhicule à moteur, tel qu'une voiture, a une tension supérieure à 12,4 V, et stoppe automatiquement son fonctionnement lorsque le moteur du véhicule à moteur s'arrête ou que la batterie du véhicule à moteur ou de la voiture a une tension inférieure à 12,2 V. De cette manière, le véhicule à moteur est capable de maintenir toujours une alimentation en courant électrique nécessaire par lui pour démarrer le moteur, et éviter de consommer le courant de la batterie du véhicule à moteur. Dans le mode de réalisation illustré, l'unité de distinction automatique comprend un circuit diviseur de tension constitué de deux résistances 21, 22. Les résistances 21, 22 divisent la tension de batterie du véhicule à moteur et appliquent la tension divisée à une borne négative d'une diode de référence ou diode Zener 19. Dans le cas d'une voiture, lorsque le moteur de la voiture a une tension supérieure à 12,4 V, la diode de référence 19 claque, ce qui amène une triode 18 à s'activer et un relais 17 à se fermer, de telle sorte qu'un contact ouvert normal 13 du relais 17 est fermé, et la totalité du circuit du dispositif de commande est amenée à commencer son fonctionnement, et le signal impulsionnel mentionné ci-dessus est appliqué de la borne positive de l'alimentation en courant électrique du véhicule à une bougie d'allumage du moteur et à un pointeau de l'injecteur de carburant. Lorsque le moteur s'arrête et que la batterie du véhicule a une tension inférieure à 12,2 V, le circuit diviseur de tension constitué des résistances 21, 22 ne parvient pas à faire claquer la diode de référence 19, de telle sorte que la triode 18 est désactivée et le relais 17 est ouvert pour amener le contact 13 à s'ouvrir, et tout le système est interrompu et arrête son fonctionnement. Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif de commande de la présente invention comprend en outre une protection de connexion inverse, qui peut comprendre une diode 12 coopérant avec la résistance 10 et un condensateur de filtrage 11. Dans le cas où le dispositif de commande de la présente invention est connecté à la batterie du véhicule avec une connexion de polarité incorrecte, la protection de connexion inverse amènera le dispositif de commande de la présente invention à arrêter son fonctionnement, de façon à protéger tout le système électrique du véhicule à moteur d'un endommagement. Lorsque le dispositif de commande de la présente invention est appliqué à une voiture, les bornes positive et négative du dispositif de commande sont connectées respectivement en parallèle aux bornes positive et négative de la batterie de véhicule. Lorsque la voiture est démarrée et que le moteur de la voiture a une tension de sortie supérieure à ou égale à 12,4 V, le dispositif de commande de la présente invention sera démarré pour fonctionner et générer une impulsion transitoire de 8 KHz à 50 KHz, de telle sorte que la bougie d'allumage de la voiture est allumée instantanément et la voiture entre dans un état opérationnel. L'impulsion transitoire générée par le dispositif de commande peut être maintenue de façon stable à une valeur de tension transitoire constante. A l'intérieur d'une plage de tension de fonctionnement de sécurité réglée pour le système électrique de la voiture mise au point initialement, l'impulsion transitoire peut fournir de façon stable une tension transitoire et un courant transitoire à l'électrode centrale de la bougie d'allumage du véhicule, de telle sorte que l'électrode centrale de la bougie d'allumage du véhicule produit une tension supérieure et une température supérieure et que la batterie de la voiture se décharge à une vitesse plus rapide pour fournir un courant plus important au système d'injection de carburant à solénoïde électrique. La température supérieure produite par l'électrode centrale de bougie d'allumage fonctionne pour brûler le carbone déposé sur la bougie d'allumage et par là empêche un résidu de cendre de se former sur la bougie d'allumage. Une tension et un courant transitoires intensifs permettent non seulement une durée d'allumage prolongée pour allumer le mélange carburant-air avec un faible rapport carburant-air, mais encore la fourniture d'un carburant finement atomisé à l'injecteur de carburant. Dans l'intervalle, le pointeau d'injecteur de carburant peut également fonctionner de façon correspondante. Par conséquent, le moteur de véhicule peut fonctionner d'une manière économisant le carburant avec une émission de gaz d'échappement réduite. Avec les agencements ci-dessus, le dispositif de commande de la présente invention fournit les avantages suivants : (1) il augmente efficacement la décharge de batterie du véhicule par unité de temps, augmente le rendement de la combustion dans les cylindres du moteur, abaisse la consommation de carburant et réduit l'émission de gaz d'échappement ; (2) il permet à un véhicule à moteur d'avoir une force de torsion accrue et une force par unité de temps accrue et en conséquence, un démarrage du moteur plus rapide et sans à-coups ainsi qu'une performance d'accélération augmentée et une puissance de montée augmentée ; (3) il stabilise les fonctionnements du système électrique de véhicule et améliore le problème de vitesse de rotation instable, de fonctionnement de glace à commande électrique avec à-coups, et une performance de conditionnement d'air médiocre provoquée par le vieillissement du système électrique de véhicule ; et (4) il permet à un appareil électronique périphérique disposé sur le véhicule à moteur de fonctionner de façon stable et d'avoir une aptitude de prévention des interférences augmentée. La présente invention a été décrite avec certains modes de réalisation préférés de celle-ci et il est entendu que de nombreux changements et de nombreuses modifications dans les modes de réalisation décrits peuvent être apportés sans s'écarter de la portée et de l'esprit de l'invention qui sont destinés être limités seulement par les revendications annexées. REVENDICATIONS1 - Dispositif de commande permettant un fonctionnement intégré du système électrique du véhicule et des systèmes d'injection de carburant à solénoïde électrique et d'allumage de moteur, comprenant un circuit de temporisation (51, 52, 53) pour commander un générateur d'impulsions (60) afin qu'il génère un signal impulsionnel ; l'impulsion générée par le générateur d'impulsions (60) étant limitée puis déphasée et amplifiée ; et le signal impulsionnel pour l'opération de commutation étant ensuite chargé dans une borne positive d'une alimentation en courant électrique sur un véhicule à moteur par un autre dispositif de puissance. 2 - Dispositif de 1, caractérisé par le fait (60) est un circuit intégré 3 - Dispositif de 1, caractérisé par le fait (60) génère une impulsion 8 KHz à 50 KHz. 4 - Dispositif de 2, caractérisé par le faitcommande selon la revendication que le générateur d'impulsions (CI). commande selon la revendication que le générateur d'impulsions transitoire dans la plage de commande selon la revendication que le générateur d'impulsions (60) génère une impulsion transitoire dans la plage de 25 8 KHz à 50 KHz. 5 - Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une unité de distinction automatique pour régler le dispositif de commande afin qu'il démarre son fonctionnement et arrête 30 son fonctionnement à des tensions prédéterminées. 6 - Dispositif de commande selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'unité de distinction automatique comprend un circuit diviseur de tension (21, 22) pour diviser une tension de batterie du véhicule à 35 moteur et appliquer la tension divisée à une borne négative d'une diode de référence (19), qui est amenée à claquer sélectivement en fonction des tensions préfixées, et undispositif de commutateur qui coopère avec un relais (17) ayant un contact ouvert normal pour commander le point de savoir si ou non le signal impulsionnel est appliqué de la borne positive de l'alimentation en courant électrique du véhicule à moteur à une bougie d'allumage d'un moteur et un pointeau d'injecteur de carburant du véhicule à moteur. 7 - Dispositif de commande selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la tension préfixée pour que le dispositif de commande démarre son fonctionnement est une tension de moteur de véhicule supérieure à 12,4 V, et que la tension préfixée pour que le dispositif de commande arrête son fonctionnement est une tension de moteur de véhicule inférieure à 12,2 V. 8 - Dispositif de commande selon la revendication 15 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une protection de connexion inverse (10, 11, 12).