Brevet FR3090045A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : boîtier de conversion au bioéthanol comprenant un dispositif d'inversion de polarité Domaine technique [0001] L'invention concerne le domaine des dispositifs de conversion au Bioéthanol pour des moteurs à injection directe. Ces dispositifs permettent à un utilisateur d'utiliser au choix un carburant sans plomb ou un carburant de type Bioéthanol, pour alimenter le moteur d'un véhicule automobile par exemple. Ces dispositifs permettent plus précisément de commander la durée d'ouverture des injecteurs, dans la mesure où l'utilisation du Bioéthanol nécessite l'injection de combustible supplémentaire pour obtenir des performances similaires à celles obtenues avec un carburant sans plomb. Ces dispositifs sont conçus pour ne pas perturber l'unité de commande ECU habituelle du moteur qui doit pouvoir fonctionner correctement, que le dispositif de conversion au Bioéthanol soit actif ou non, que le moteur soit alimenté en carburant sans plomb ou en Bioéthanol. [0002] Un tel dispositif de conversion comprend de manière connue un circuit d'adaptation agencé pour recevoir un signal d'injection fourni sur une prise d'entrée par l'unité de commande ECU du moteur (par exemple le calculateur usuel d'un véhicule) et fournir un signal d'injection modifié approprié pour injecter plus de combustible dans le moteur. 100031 De manière classique, pour connecter rapidement les faisceaux électriques dans un véhicule, on utilise des moyens de connexion rapide comprenant une fiche mâle fixée généralement sur un support (dans ou sur le boîtier de conversion, sur un injecteur, ou sur l'unité de commande ECU, etc.), associée à un connecteur femelle solidarisé à l'extrémité d'un groupe de fils électriques (deux fils pour l'alimentation d'un injecteur) d'un faisceau électrique ; le sens d'emboîtement d'un connecteur mâle (ou femelle) dans la fiche femelle (ou mâle) est imposé par un détrompeur. 100041 Le dispositif de conversion se présente sous la forme d'un boîtier à l'intérieur duquel est positionnée une carte électronique comprenant le circuit d'adaptation. La mise en place du boîtier suppose de remplacer le faisceau électrique reliant habituellement l'unité de commande ECU du moteur aux injecteurs et de le remplacer par deux faisceaux similaires, un faisceau d'entrée allant de l'unité de commande ECU à l'entrée du dispositif de conversion et un faisceau de sortie allant du dispositif de conversion aux injecteurs. L'accès physique aux fiches de connexion de l'unité de commande ECU et aux fiches de connexion des injecteurs étant souvent difficile, l'installation d'un boîtier de conversion dans un véhicule peut prendre en pratique quelques dizaines de 2 minutes à quelques heures. [0005] Après mise en place du boîtier de conversion et connexion du boîtier de conversion d'une part à l'unité de commande ECU du moteur et d'autre part aux injecteurs du moteur, le moteur ne démarre pas toujours. L'expérience montre que, le plus souvent, ceci est du à un mauvais câblage des connecteurs aux extrémités des fils d'un faisceau. Une première solution consiste à identifier une connexion non conforme, à sortir le connecteur concerné de la prise, à dessouder les fils électriques du connecteur puis à ressouder les fils électriques à la bonne position avant de positionner le connecteur correctement câblé dans la prise associée. De telles opérations ne sont généralement pas à la portée des opérateurs (généralement les garagistes) qui installent les boîtiers de conversion. Une autre solution consiste à remplacer totalement un faisceau électrique, ce qui peut prendre quelques dizaines de minutes à quelques heures selon les véhicules, comme la première installation. [0006] L'invention propose une solution pour un changement de câblage sans démontage complet de l'installation. Description de l'invention [0007] A cet effet, l'invention propose un nouveau dispositif de conversion pour un moteur à injection directe, dispositif de conversion permettant à un utilisateur d'utiliser un carburant de son choix, par exemple un carburant sans plomb, un carburant de type Bioéthanol ou un mélange de carburant sans plomb et de carburant de type Bioéthanol, dispositif de conversion comprenant une prise d'entrée (20) pour recevoir un signal initial d'injection (SI) produit par une unité de commande (ECU) du moteur et un circuit d'adaptation (10) agencé pour fournir, à partir du signal d'injection initial, un signal d'injection modifié (SM) à un injecteur (5) du moteur. [0008] Le dispositif de conversion (1) selon l'invention est caractérisé en ce que le dispositif d'adaptation (10) est polarisé et en ce que la prise d'entrée (20) comprend un circuit d'inversion de polarité (30) agencé pour inverser une polarité de la prise d'entrée. [0009] L'invention propose ainsi d'ajouter, dans une prise d'entrée d'un dispositif de conversion, un circuit d'inversion de polarité permettant d'inverser la polarité de la dite prise d'entrée de manière simple et rapide, sans avoir besoin ni de modifier le faisceau électrique ni de changer le faisceau électrique. [0010] Selon un mode de réalisation du dispositif de conversion selon l'invention, la prise d'entrée peut comprendre une première fiche (21) comprenant une première borne (22) et une deuxième borne (23) connectées respectivement à une borne d'entrée positive et à une borne d'entrée négative du circuit d'adaptation (10), et le circuit d'inversion de polarité (30) peut comprendre une deuxième fiche (31), la première borne (22) de la première fiche (21) étant connectée à une deuxième borne (33) de la deuxième fiche (31) et une deuxième borne (23) de la première fiche (21) étant connectée à une 3 première borne (32) de la deuxième fiche (33), la première fiche (21) et la deuxième fiche (31) étant connectées tête-bêche.. [0011] Ainsi, si le moteur ne démarre pas, il suffit pour l'utilisateur de déconnecter le connecteur du faisceau électrique de la première fiche de la prise d'entrée puis de connecter le dit connecteur sur la deuxième fiche du circuit d'inversion de polarité pour inverser la liaison électrique entre l'unité de commande ECU du moteur et le boîtier de conversion. [0012] Selon une variante, adaptée pour un moteur comprenant N injecteurs, N étant un nombre entier, dispositif comprenant N prises d'entrée pour recevoir N signaux initiaux d'injection produits par le calculateur d'injection (ECU) du moteur et un circuit d'adaptation polarisé pour fournir, à partir des N signaux d'injection initiaux, un signal d'injection modifié à chaque injecteur du moteur, dispositif de conversion caractérisé en cc que chaque prise d'entrée comprend un circuit d'inversion de polarité agencé pour inverser une polarité de la dite prise d'entrée. Brève description des figures [0013] L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques et avantages dc l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit d'exemples dc mises en oeuvre de l'invention. Ces exemples sont donnés à titre non limitatif La description est à lire en relation avec les dessins annexés dans lesquels : [0014] [fig.1_I est un dessin schématisant la connexion d'un injecteur à une unité de commande moteur, avec un dispositif de conversion au Bioéthanol, [0015] [fig.21 est un schéma d'un mode de réalisation d'un élément d'un dispositif de conversion au Bioéthanol selon l'invention. [0016] Un moyen de connexion rapide comprend classiquement un connecteur mâle et un connecteur femelle agencés pour être emboîté l'un dans l'autre selon une orientation imposée par un détrompeur. Dans le cadre de la présente description, par souci de clarté, les deux connecteurs d'un moyen de connexion rapide sont distingués en fonction dc l'usage qui en est fait : - l'expression "fiche" ou "fiche de connexion" désigne un connecteur,mâle ou femelle, fixé sur un support, un circuit, un dispositif, etc. - l'usage de l'expression "connecteur" est limité à un connecteur, mâle ou femelle solidarisé à des fils électriques d'un faisceau élechique. [0017] Description détaillée de modes de réalisation de l'invention [0018] Comme dit précédemment, l'invention concerne un dispositif de conversion d'un moteur à injection directe, permettant à un utilisateur d'utiliser un carburant de son choix, par exemple un carburant sans plomb, un carburant de type bioéthanol ou un mélange des deux pour alimenter le moteur. [0019] Les principes généraux de l'installation d'un dispositif de conversion dans un véhicule sont schématisés sur la figure 1, pour la commande d'un injecteur 5 d'un moteur à injection directe. Le schéma est volontairement limité à la connexion d'un unique injecteur, par souci de simplification et de clarté. [0020] Le dispositif de conversion 1 comprend un circuit d'adaptation 10, une prise d'entrée 20 et une prise de sortie 40. La prise d'entrée 20 est destinée à être reliée électriquement par un faisceau d'entrée 25 à une unité de commande ECU d'un moteur, qui peut être par exemple le calculateur central dans le cas d'un véhicule. La prise de sortie 40 est destinée à être reliée électriquement par un faisceau de sortie 35 à l'injecteur 5 du moteur. [0021] Le circuit d'adaptation 10 est agencé entre la prise d'entrée 20 et la prise de sortie 40, pour recevoir un signal initial d'injection SI fourni par l'unité ECU et transmettre un signal d'injection modifié SM à l'injecteur 6. Plus précisément, le circuit d'adaptation analyse le signal initial d'injection SI qu'il reçoit de l'unité de commande ECU via la prise d'entrée 20, et vient modifier le signal d'injection fourni par l'unité de commande moteur, le signal d'injection modifié SM étant ensuite transmis à l'injecteur via la prise de sortie 40. Le signal d'injection est un signal de commande d'ouverture de l'injecteur. Dans les faits, les formes d'onde, les amplitudes et les durées des signaux d'injection sont très variables d'un moteur à l'autre ; de tels signaux d'injection, SI ou SM, peuvent avoir une tension comprise entre quelques dizaines et une centaine de Volt, et un courant compris entre quelques Ampère et quelques dizaines d'Ampère ; Il s'agit de plus de signaux périodiques, de fréquence proportionnelle au régime (vitesse de rotation) du moteur. Les enjeux d'une connexion électrique correcte du dispositif de conversion à l'unité de commande ECU sont d'autant plus importants que les courants et les tensions en jeu sont importants. [0022] Dans le dispositif de conversion selon l'invention, le circuit d'adaptation 10 est polarisé ; en d'autres termes, le circuit d'adaptation ne transmet aucun signal s'il n'est pas correctement alimenté sur sa borne d'entrée positive. [0023] Dans le dispositif de conversion selon l'invention également, la prise d'entrée 20 comprend un circuit d'inversion de polarité 30 agencé pour inverser une polarité de la dite prise d'entrée. Le circuit d'inversion permet ainsi d'inverser simplement et rapidement la polarité de la prise d'entrée, sans avoir besoin de modifier ou remplacer le faisceau 25. [0024] La figure 2 montre un mode de réalisation d'une prise d'entrée selon l'invention. La prise d'entrée 20 comprend une première fiche 21 et un circuit d'inversion de polarité 30. La première fiche 21 comprend une première borne 22 et une deuxième borne 23 connectées respectivement à une borne d'entrée positive et à une borne d'entrée négative du circuit d'adaptation 10. Le circuit d'inversion de polarité 30 comprend une deuxième fiche 31 ; la première borne 22 de la première fiche 21 est connectée à une deuxième borne 33 de la deuxième fiche 30 et la deuxième borne 23 de la première fiche 21 est connectée à une première borne 32 de la deuxième fiche 30 ; la première fiche 21 et la deuxième fiche 30 sont ainsi connectées tête-bêche. Les fiches 21, 31 sont munies de détrompeurs 24, 34 qui permettent de définir la position de la première borne et la deuxième borne de la fiche correspondante. [0025] Dans une variante, adaptée pour un moteur comprenant N injecteurs, par exemple N = 4 ou 6 injecteurs, le dispositif de conversion selon l'invention comprend N prises d'entrée pour recevoir N signaux initiaux d'injection SI produits par l'unité de commande (ECU) du moteur et N circuits d'adaptation polarisés pour fournir chacun, à partir d'un signal initial d'injection SI, un signal d'injection modifié SM à un injecteur du moteur. En d'autres termes, le circuit de la figure 2 est dupliqué N fois. Chacun injecteur du moteur est ainsi commandé séparément des autres. Selon chaque prise d'entrée comprend un circuit d'inversion de polarité agencé pour inverser une polarité de la dite prise d'entrée. [0026] Dans un exemple de réalisation pratique, le dispositif selon l'invention comprend un boîtier dans lequel est installée une unique carte électronique, sur laquelle sont positionnés le circuit d'adaptation 10, la prise d'entrée 20 et la prise de sortie 40. Comme la prise d'entrée 20, la prise de sortie 40 comprend une fiche à deux bornes reliées à deux bornes de sortie du circuit d'adaptation. La fiche 21 de la prise d'entrée, la fiche 31 du circuit d'inversion et la fiche de la prise de sortie sont par exemple regroupées ensemble dans une même zone de la carte électronique, un bloc de trois fiches de puissance étant ainsi associé à un injecteur du moteur. Si le dispositif est prévu pour un moteur à N injecteurs, N blocs de trois fiches de puissance peuvent être regroupés ensemble dans la même zone de la carte électronique pour former un bornier de connexion. La partie de la carte électronique consacrée aux signaux de commande SI, SM de puissance peut ainsi être séparée de la partie commande. [0027] Dans un autre mode de réalisation de l'invention, non représenté, la prise d'entrée comprend une fiche comprenant une première borne et une deuxième borne, et le circuit d'inversion de polarité de la prise d'entrée comprend : - un premier interrupteur trois voies comprenant deux bornes d'entrée connectées respectivement à la première borne et à la deuxième borne de la fiche, et une borne de sortie connectée à une borne d'entrée positive du circuit d'adaptation, et - un deuxième interrupteur trois voies comprenant deux bornes d'entrée connectées respectivement à la deuxième borne et à la première borne de la fiche, et une borne de sortie connectée à une borne d'entrée négative du circuit d'adaptation. [0028] Les interrupteurs trois voies permettent de relier, au choix : - la première borne et la deuxième borne de la prise d'entrée respectivement à la 6 borne d'entrée positive et à la borne d'entrée négative du circuit d'adaptation, ou - la première borne et la deuxième borne de la prise d'entrée respectivement à la borne d'entrée négative et à la borne d'entrée positive du circuit d'adaptation. [0029] Les interrupteurs trois voies peuvent être commandés mécaniquement par un uti- lisateur, ou électriquement par un dispositif de détection agencé pour détecter un défaut d'alimentation du circuit d'adaptation par exemple. Liste des signes de référence [0030] 1: dispositif de conversion 5 : injecteurs ECU: unité de commande moteur : circuit d'adaptation 20 : prise d'entrée, 21, 22, 23, 24 : première fiche, première borne, deuxième borne et détrompeur de la première fiche 25 : faisceau d'entrée 30 : circuit d'inversion de polarité, 31, 32, 33, 34 : deuxième fiche, première borne, deuxième borne et détrompeur de la deuxième fiche 35 : faisceau de sortie 40 : prise de sortie, 7 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4]